EP4208708A1 - Sensornetzwerkbasiertes analyse- und/oder vorhersageverfahren und fernüberwachungssensorvorrichtung - Google Patents

Sensornetzwerkbasiertes analyse- und/oder vorhersageverfahren und fernüberwachungssensorvorrichtung

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EP4208708A1
EP4208708A1 EP21770150.7A EP21770150A EP4208708A1 EP 4208708 A1 EP4208708 A1 EP 4208708A1 EP 21770150 A EP21770150 A EP 21770150A EP 4208708 A1 EP4208708 A1 EP 4208708A1
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EP
European Patent Office
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sensor
corrosion
analysis
sensor module
data
Prior art date
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Pending
Application number
EP21770150.7A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel EICHER
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Geobrugg AG
Original Assignee
Geobrugg AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • the invention relates to an analysis and/or prediction method according to claim 1, a remote monitoring sensor device according to the preamble of claim 21, an outdoor sensor network according to claim 43 and a building according to claim 44.
  • the object of the invention consists in particular in providing a generic method and/or a generic device with advantageous properties with regard to averting natural hazards and/or protecting against natural hazards.
  • the object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1, 21, 43 and 44, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.
  • a sensor network-based analysis and/or prediction method for protection against natural hazards comprises at least the following method steps: - Receiving and collecting electronic sensor data from distributed sensor modules of an outdoor sensor network in an external analysis and/or prediction unit, the sensor data comprising at least outdoor corrosion measurement data and/or cable force sensor data, the sensor data comprising at least tropospheric measurement data, and At least one tropospheric measurement data set, in particular geographically, is assigned to each outdoor corrosion measurement data set,
  • An outdoor Sensor network which in particular also collects data from different sensor types, enables a particularly accurate and reliable recording and/or monitoring of one or more areas of application.
  • a sensor network-based analysis and/or prediction method in particular the data collected from the sensor modules arranged in a distributed manner are analyzed jointly, preferably in an automated and/or computer-aided manner.
  • predictions for a future development of the sensor data or the monitored application areas are generally created, in particular based on the analysis of the data collected from the sensor modules arranged in a distributed manner.
  • Natural hazards are to be understood in particular as geophysical natural hazards. Natural hazards are to be understood in particular as natural, preferably geological, physical and/or geophysical phenomena which can have a negative impact on people, animals or buildings. For example, a rock fall, a landslide, a debris flow, an avalanche, erosion, but also a natural process influencing the stability of a structure, such as corrosion, in particular atmospheric corrosion, of at least part of the structure or just a ( atmospheric) corrosion potential in a given area pose a natural hazard.
  • a "natural hazard risk” can be, for example, a risk assessment for the occurrence of one of the aforementioned phenomena, in particular before installing a defense measure or when a natural hazard defense measure is in place, a risk assessment based on the condition of a natural hazard defense measure and/or a building or a Risk prognosis, for example a prognosis about the lifetime of a natural hazard defense measure and/or a structure.
  • a “risk of natural hazards” should preferably be understood to mean a risk of corrosion, a risk of falling rocks and/or a risk of a landslide occurring.
  • An “outdoor sensor network” is to be understood in particular as a sensor network which (exclusively) comprises remote sensor modules, preferably arranged outside of buildings or other enclosures such as pipelines or the like, preferably exposed to an open atmosphere (outside atmosphere).
  • an “outdoor sensor network” should be understood to mean an outdoor sensor network and/or a sensor network that is exposed to the outside atmosphere and measures the outside atmosphere or effects caused by the outside atmosphere.
  • An “external analysis and/or prediction unit” should in particular be a data processing unit or a data processing network, for example a computer or a computer network (e.g. a cloud) with at least one processor, at least one storage unit (RAM, ROM, etc.) and at least one of be understood by the processor from the memory unit callable operating program.
  • the external analysis and/or prediction unit is designed at least partially separately from sensor modules of the outdoor sensor network.
  • the external analysis and/or prediction unit is remote from the sensor modules of the outdoor sensor network, preferably at least more than one kilometer away.
  • the external analysis and/or prediction unit is intended to receive, collect, analyze and/or provide sensor data from different sensor modules of the outdoor sensor network, preferably from sensor modules of the outdoor sensor network assigned to different areas of application.
  • the external analysis and/or prediction unit is designed as a central data center or as a distributed computing network (keyword “cloud computing”), which collects data from an outdoor sensor network distributed around the world or data from several sensors around the world Receives, collects, analyzes and/or provides outdoor sensor networks.
  • the external analysis and/or prediction unit is provided in particular for wirelessly transmitting the electronic sensor data of the outdoor sensor network measured by the sensor modules receive.
  • the external analysis and/or prediction unit is intended in particular to store the received sensor data in the (central or distributed) storage unit.
  • the external analysis and/or prediction unit is intended in particular to receive raw sensor data and/or sensor data that has already been pre-analyzed within the sensor modules.
  • “Provided” should be understood to mean, in particular, specially programmed, designed and/or equipped.
  • the fact that an object is provided for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • Outdoor corrosion measurement data is to be understood in particular as measurement data that allow conclusions to be drawn about corrosion caused by the outside atmosphere.
  • the “outdoor corrosion measurement data” should be understood to mean, in particular, outdoor corrosion measurement data.
  • the “outdoor corrosion measurement data” are measured by measuring a corrosion current, which is generated, for example, by corrosion of a measuring device caused by the outside atmosphere.
  • the outdoor corrosion measurement data are measured by an outdoor corrosion sensor, in particular by an outdoor corrosion sensor, of the sensor module.
  • “Cable force sensor data” is to be understood in particular as measurement data that indicate at least one cable force applied, in particular pulling, on a cable, in particular a wire cable, of a structure, in particular an interception and/or stabilization structure.
  • the cable force sensor data can be provided in particular for detecting an impact on the structure, the impact strength of the impact on the structure, a filling level of the structure (keyword “debris flow barrier”) or the like.
  • “Impact sensor data” should be understood to mean, in particular, measurement data that indicate at least one impact of an impact body on a structure, in particular on an interception structure. It is conceivable that the impact sensor data based on the same measurement signal as the Cable force sensor data are determined.
  • Tropospheric measurement data should be understood to mean, in particular, measurement data that allow conclusions to be drawn about at least one parameter of the troposphere, in particular the one surrounding the sensor module.
  • the “tropospheric measurement data” can include, for example, temperature data, air humidity data, rainfall data, solar radiation data, wind speed data, wind direction data, air pressure data, dew point data or the like and/or air pollution data, trace gas measurement data (e.g. sulfur or similar in volcanic areas), ozone measurement data, aerosol concentration measurement data , aerosol composition measurement data, OH measurement data, pH measurement data, salt concentration measurement data, or the like.
  • a tropospheric measurement data set, in particular of a sensor module preferably includes at least two, preferably at least three and particularly preferably more than three different types of tropospheric measurement data at once. “Distributedly arranged” is to be understood in particular as being distributed over an area of use and/or arranged distributed over a number of areas of use.
  • a tropospheric measurement data set is assigned to an outdoor corrosion measurement data set is to be understood in particular to mean that the outdoor corrosion measurement data set and the tropospheric measurement data set are logically related to one another.
  • the tropospheric measurement data set is preferably assigned geographically to the outdoor corrosion measurement data set, in particular geographically assigned in such a way that both measurement data sets are recorded in close proximity to one another, e.g. at a distance of at most 10 cm, preferably at most 25 cm, advantageously at most 1 m, preferably at most 10 m and particularly preferably at most 100 m.
  • the term “area of application” is to be understood in particular as meaning a building, an ensemble of buildings, a natural hazard defense measure and/or a location such as a slope or the like.
  • the “additional information about the field of application” can be any information other than the outdoor corrosion measurement data and the tropospheric measurement data, among others
  • another measurement data record or a property of a building and/or a natural hazard defense measure such as a thickness of an anti-corrosion coating of a part of the building, a type of building and/or the natural hazard defense measure or a local topography.
  • the determined natural hazard risk is made available to the group of users in particular in electronic form, for example in the form of an electronic message or in the form of access via a portal, such as an Internet portal.
  • the persons in the authorized group of users preferably have authorization to access a portal in which the identified natural hazard risks are presented in a pre-processed form, for example graphically.
  • no separate authorization is necessary and at least part of the data provided is openly available.
  • warnings and/or alarms are issued to the group of users, in particular those who are authorized.
  • the external analysis and/or prediction unit carries out, for example, an in particular intelligent and/or automated assessment of the identified natural hazard risks and automatically alarms and/or warns the user group when a critical state is identified.
  • the analysis and/or prediction unit uses the analyzed sensor data to determine that an impact has occurred in a building or that the corrosion state of a building has exceeded a tolerance threshold, in particular a specifiable one.
  • At least one of the areas of application is a structure comprising metal parts exposed to atmospheric corrosion, in particular external metal wires and/or metal wire ropes, preferably external anti-corrosion coated (zinc, ZnAl, plastic, etc.) steel wires and/or stainless steel wires, and that the natural hazard risk made available to the group of users includes a remaining service life of the structure determined on the basis of the sensor data.
  • This can advantageously a high security can be achieved.
  • planning of maintenance, renovation, new construction, etc. of the structure can be optimized.
  • a maintenance plan and/or a renovation plan for the structure can advantageously be organised.
  • a comprehensive maintenance plan which includes the maintenance of several structures located at different locations, can advantageously be optimized.
  • routes and/or deployment times of maintenance vehicles and/or maintenance personnel can be optimized through a suitable maintenance sequence for the various structures.
  • maintenance and/or consumables for example spare parts, can advantageously be ordered in a time-optimized manner. As a result, the cost of storage and/or the scope of storage can advantageously be reduced.
  • the structure is intended in particular as an interception device, in particular an interception structure, for example a rockfall barrier, a debris flow barrier, an avalanche barrier, a rockfall curtain, an attenuator, etc., as a stabilization device, in particular a stabilization structure, for example an embankment protection, an avalanche protection, etc., or as another structure containing cable and/or wire constructions, such as a suspension bridge, eg a pedestrian suspension bridge, a roof construction, eg a stadium roof construction, a glass facade, a mast guying, a wind turbine guying, etc.
  • an interception device in particular an interception structure, for example a rockfall barrier, a debris flow barrier, an avalanche barrier, a rockfall curtain, an attenuator, etc.
  • a stabilization device in particular a stabilization structure, for example an embankment protection, an avalanche protection, etc.
  • another structure containing cable and/or wire constructions such as a suspension bridge, e
  • the remaining service life is designed in particular as a remaining service life parameter.
  • the remaining service life parameter is designed in particular as an (approximate) time indication, which is calculated based on the sensor data, preferably based at least on the outdoor corrosion measurement data and the tropospheric measurement data.
  • the remaining life parameter indicates the remaining life of the structure as a remaining number of years, months, and/or days.
  • the Remaining Lifetime parameter indicates the remaining lifespan of the structure as a target date (to the year, month, or day).
  • the remaining service life parameter can also be in the form of a percentage eg a portion of a remaining residual layer thickness of an anti-corrosion coating, a portion of a layer thickness of an anti-corrosion coating which has already been removed, a remaining portion of a predicted total service life or the like.
  • a percentage eg a portion of a remaining residual layer thickness of an anti-corrosion coating, a portion of a layer thickness of an anti-corrosion coating which has already been removed, a remaining portion of a predicted total service life or the like.
  • at least the thickness, in particular an initial thickness, of the anti-corrosion layer of the metal part of the structure being monitored is used to calculate the remaining service life as further information about the area of use.
  • the remaining service life parameter can also be in the form of a percentage which, for example, indicates a proportion of a barrier being filled (proportion already filled or proportion still available), for example a debris flow barrier.
  • At least one measured fill level parameter of the barrier for example a cable force applied to a guy cable of the barrier
  • at least one climate forecast for example a climate forecast based on weather data measured in the past and/or a climate forecast for the future, in particular taking into account a local and/or global climate change, expected weather data based climate forecast.
  • the determined remaining service life is made available to the group of users, for example by an electronic display unit that preferably has Internet access, preferably worldwide.
  • the natural hazard risk provided includes an anti-corrosion layer removal rate, in particular a zinc protection layer removal rate, determined using the sensor data, in particular normalized, of metal parts with an anti-corrosion coating, in particular zinc-coated, a remaining service life of components coated with an anti-corrosion layer can advantageously be concluded in a particularly simple manner.
  • an anti-corrosion layer removal rate in particular a zinc protection layer removal rate
  • a remaining service life of components coated with an anti-corrosion layer can advantageously be concluded in a particularly simple manner.
  • a removal rate for a specific material eg zinc a removal rate of other materials can be inferred, as a result of which a high degree of flexibility in use can advantageously be achieved.
  • a “standardized anti-corrosion layer removal rate” is to be understood in particular as an anti-corrosion layer removal rate that can be converted to different types of anti-corrosion layers.
  • Types of anti-corrosion layers can be, in particular, zinc coatings, ZnAl coatings, ZnAlMn coatings, PET jackets, PVC jackets, etc.
  • the anti-corrosion layer removal rate can also be converted to stainless steel corrosion rates.
  • the natural hazard risk provided includes a cable force change determined using the sensor data in a cable spanning a debris flow barrier, an avalanche barrier, a rockfall barrier and/or another structure that can slowly decay.
  • a fill level of the debris-flow barrier, avalanche barrier, rockfall barrier and/or other structure that determines a remaining service life of the debris-flow barrier, avalanche barrier, rockfall barrier and/or other structure can advantageously be determined.
  • a corrosion classification of a geographic environment of the area of use be defined, taking into account the determined anti-corrosion layer removal rate.
  • a particularly exact and/or reliable corrosion classification of the geographic environment of the area of use can advantageously be achieved.
  • a corrosion classification based on real corrosion measurements can advantageously be made possible, in particular in contrast to the widespread corrosion classifications based only on geographical and/or climatological boundary conditions.
  • the corrosion classification is based on categories C1 to CX from the DIN EN ISO 12944-1:2019-01 standard.
  • the area surrounding the area of operation assigned a corrosion class based on the level of the corrosion protection layer removal rate determined.
  • the sensor modules of the outdoor sensor network be installed in at least one area of application, in particular at at least one previously unsecured location, in advance of a natural hazard security measure, and that an assessment of the need to carry out the natural hazard security measure be carried out depending on the determined risk of natural hazards is undertaken.
  • an assessment of the need for a natural hazard security measure at a specific location can advantageously be determined.
  • a general use of resources for the defense against natural hazards can advantageously be optimized.
  • Safety can advantageously be increased, in particular in that natural hazard safety measures can be placed efficiently.
  • an expert tool can be created which significantly facilitates decision-making for or against a natural hazard security measure.
  • a probability of the occurrence of a phenomenon representing a natural hazard for example a rock fall, a debris flow, a landslide, an erosion, etc.
  • the calculated probability is made available to a group of users comprising decision-makers to weigh up the pros and cons of the natural hazard security measure.
  • the assessment of the need to implement the natural hazard precautionary measure includes an indication of the probability of the occurrence of the phenomenon representing the natural hazard within a period of time, for example within an average lifetime of the natural hazard precautionary measure.
  • the natural hazards security measure one or more of the aforementioned interception and / or include stabilization structures.
  • the assessment of the necessity of implementing the natural hazard safeguarding measure includes a risk categorization (eg comprising at least the categories “high risk”, “moderate risk”, “low risk”).
  • the sensor modules of the outdoor sensor network be installed in at least one application area in advance of a planned construction measure, and that the planned construction measure is then packaged depending on the natural hazard risk determined.
  • a high level of security can advantageously be achieved.
  • Appropriate assembly of the building, in particular one of the aforementioned interception and/or stabilization structures, can advantageously be achieved.
  • a “packaging of the planned construction measure” is to be understood in particular as an interpretation, preferably of the strength, resilience, etc., of the structure to be erected in the construction measure.
  • an interception capacity of a rockfall barrier can be adapted to the size and/or frequency of rockfall events to be expected.
  • the anchoring of a slope protection can be adapted to the expected level of erosion.
  • the construction measure includes the installation of a wire mesh and/or a wire cable, with a type and/or a thickness of a corrosion protection layer of the wire mesh and/or the wire cable being selected based on the determined risk of natural hazards, optimal corrosion protection and thus an optimal and/or the longest possible service life of the installation can be achieved.
  • a “type of anti-corrosion layer” is to be understood in particular as meaning a material and/or a composition of the anti-corrosion layer (for examples see above in the text).
  • a more resistant anti-corrosion layer eg ZnAl
  • another more resistant anti-corrosion layer eg stainless steel wires
  • a wire with a thicker anti-corrosion layer e.g. more than 150 g/m 2
  • a thinner anti-corrosion layer e.g. less than 150 g/m 2
  • a packaging calculated on the basis of the sensor data is made available to a group of users, in particular those comprising construction planners, to support the planning and/or design of the construction measure.
  • a recommendation calculated on the basis of the sensor data with regard to the type and/or the thickness of the anti-corrosion layer is provided to a group of users, in particular those comprising construction planners, to support the planning and/or design of the construction measure.
  • a wire thickness and/or a material of the wire mesh and/or the wire rope is selected based on the determined risk of natural hazards and/or when a size, in particular the overall extent, of the wire mesh and/or a mesh size of meshes in the wire mesh is also selected is carried out on the determined risk of natural hazards, a high degree of safety can advantageously be achieved. In this way, protection can advantageously be tailored precisely to expected strengths and/or intensities of natural hazards. A high cost efficiency and/or service life can advantageously be achieved.
  • Conceivable selectable (minimum) wire thicknesses are, for example, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm or 7 mm.
  • Conceivable materials that can be selected include steel, high-strength steel (ie in particular steel with a nominal tensile strength of 800 N/mm 2 or more) or stainless steel.
  • a tensile strength of the wire mesh and/or the wire rope, in particular the steel wire mesh and/or the steel wire rope, based on the natural hazard risk determined be made.
  • Conceivable minimum nominal tensile strengths of selectable steel wires are, for example, 400 N/mm 2 , 800 N/mm 2 , 1000 N/mm 2 , 1770 N/mm 2 , 2200 N/mm 2 or 3000 N/mm 2 .
  • a size of the wire mesh is determined in particular as a function of a determined size of a danger area determined with the aid of the sensor modules. For example, using the sensor data, it is determined in which gradient area at a specific location a protection of the terrain by means of an interception and/or stabilization structure is necessary.
  • a recommendation calculated on the basis of the sensor data with regard to the wire thickness, the wire material, the size of the wire mesh, the exact position of the wire mesh and/or the mesh size of the meshes of the wire mesh is used by a group of users, in particular those comprising construction planners, to support the planning and/or Interpretation of the construction provided.
  • the further information about the area of application includes at least the location coordinates of the respective sensor modules installed in the area of application, and that taking these location coordinates into account, a natural hazard risk is determined, which is used as corrosion data, e.g. corrosion classifications, corrosion intensity values, anti-corrosion layer removal rates, etc .
  • Indicative corrosion map is formed at least of the area of use and / or the immediate vicinity of the area of use.
  • the location coordinates assigned to a sensor module are determined when the sensor module is installed and/or loaded onto the sensor module.
  • the sensor module itself has a GPS functionality.
  • the corrosion map is in particular designed as a map representation comprising a combination of geodesics and corrosion data linked to location coordinates.
  • the corrosion map calculated on the basis of the sensor data is made available to the group of users, for example to support the planning and/or design of construction measures.
  • the corrosion map preferably the representation of the corrosion map made available to the group of users, comprises an overlay of a map, for example a political map, a topographical map and/or a geological map or the like with spatially resolved, in particular measured, interpolated and/or simulated, corrosion data and/or or corrosion classifications.
  • the corrosion map is transferred to a Building Information Modeling (BIM) system, in particular of an application area designed as a natural hazard defense installation, preferably a building, preferably an interception and/or stabilization structure, a particularly effective, simple and clear management of the application area can advantageously especially of the building.
  • Property management in particular facility management, can advantageously be improved.
  • critical points can be made clearly and user-friendly recognizable, for example with regard to wear, for example due to corrosion.
  • the BIM system includes a virtual, geometrically visualized model of the area of application, in particular of the building, on which the corrosion map is preferably superimposed. This makes it possible to identify directly which points and/or parts of the area of application, in particular of the structure, could be exposed to increased corrosion.
  • the corrosion map integrated into the BIM model can advantageously be updated over the entire lifetime of the structure of the BIM model.
  • the BIM model overlaid with the corrosion map becomes the User group, for example, to support a building administration provided.
  • natural hazard defense installation should be understood in particular as an interception and/or stabilization structure.
  • a "local optimization" of a natural hazard defense installation should be understood in particular as a local adjustment of the design of the natural hazard defense installation, for example a local reinforcement (e.g.
  • a wire thickness, a thickness of an anti-corrosion coating, etc. of the natural hazard defense installation, a local enlargement of the natural hazard defense installation or the like .
  • a different corrosion protection is selected for a wire mesh arranged in this sub-area and/or that a second wire mesh is installed next to or above a first wire mesh in this sub-area, etc.
  • the optimization is already taken into account before the initial installation of the natural hazard defense installation or that the optimization is only carried out afterwards on an already installed natural hazard defense installation.
  • the corrosion map be filled with simulated corrosion data beyond an area surrounding the area of application, with the corrosion data in areas of the corrosion map free of sensor modules of the outdoor sensor network being at least based on sensor data from sensor modules in other areas of application, in particular in neighboring areas of application and/or or in geographically and/or climatologically similar areas of application.
  • the corrosion map be filled with simulated corrosion data beyond an area surrounding the area of application, with the corrosion data in areas of the corrosion map free of sensor modules of the outdoor sensor network being at least based on sensor data from sensor modules in other areas of application, in particular in neighboring areas of application and/or or in geographically and/or climatologically similar areas of application.
  • interpolation is carried out between the corrosion data of two adjacent application areas in which sensor modules with corrosion sensors are present.
  • the areas free of sensor modules of the outdoor sensor network are compared with areas of application in which sensor modules with corrosion sensors are present, with an assumption preferably being made when a geographical and/or climatological similarity is determined that the corrosion data at the geographically and/or or climatologically similar areas of application would have to be at least essentially the same.
  • the geographically and/or climatologically similar areas of use are assigned identical corrosion data to the area of use in which the corrosion data are actually measured.
  • Standard corrosion data is to be understood in particular as corrosion data which is not based on direct on-site measurements but which is calculated, for example, from empirical values, from comparisons with known corrosion measurement data and/or via interpolations from known corrosion measurement data.
  • the corrosion map completed in this way is made available to the group of users, for example to support further new construction measures or to decide on further new construction measures.
  • the further information about the operational area includes at least one level of wild animal activity and/or an anthropogenic activity, such as a migrant activity, in the immediate vicinity of the operational area. Investigations have shown that this advantageously achieves a significant improvement in the determination of natural hazard risks can be.
  • a natural hazard prognosis such as a rockfall prognosis, can be made more precise as a result.
  • a high, especially seasonal, wildlife activity or a high, especially seasonal, anthropogenic activity, for example by hikers, can lead to increased relocation of material in the operational area, which, especially under certain atmospheric conditions, increases the probability of events that can be detected by the sensor module, such as Rockfall events, can increase significantly.
  • the outdoor sensor network is intended to record wildlife activity and/or anthropogenic activity.
  • the outdoor sensor network preferably includes at least one camera, in particular at least one wildlife camera, which is intended to record and/or count wild animals and/or people, eg hikers.
  • the wild animal activity and/or the migrant activity can also be recorded from external data about the deployment area and/or its surroundings. For example, via external wildlife cameras, wild animal counts by game wardens, counts of parking tickets sold at hiker parking spaces, counts of mountain railway tickets sold, etc.
  • a "closer vicinity" should in particular mean a vicinity of a few kilometers, e.g.
  • a maximum of 10 km, a maximum of 5 km or a maximum of 2 km around the deployment area preferably around the outermost edges of the deployment area or preferably within a few hundred meters, eg at most 800 m, at most 500 m or at most 300 m, around the deployment area, preferably around the outermost edges of the deployment area.
  • the additional information about the area of use includes at least air quality data in the immediate vicinity of the area of use. Investigations have shown that this advantageously achieves a significant improvement in the determination of natural hazard risks can be. In particular, a prognosis with regard to the remaining service life of a metal part of a structure that is subject to corrosion can be made more precise in this way, in particular since certain impurities in the air can have a corrosion-intensifying effect.
  • the air quality data can in particular include data on trace gases or aerosols contained in the air.
  • aerosol droplets can have low pH values or high salt concentrations, which can deposit on metal parts and affect corrosion. For example, in certain regions (e.g.
  • the outdoor sensor network preferably includes at least one air quality sensor.
  • the air quality can also be recorded from external data about the area of use and/or its surroundings. For example, via external air pollution measurements or air pollution simulations.
  • the identified natural hazard risks include natural hazard risk forecasts, which are created based on sensor data trends determined in the past and in particular based on further information about the area of application determined in the past, preferably by means of data mining.
  • a high level of security can advantageously be achieved.
  • an optimization and/or an optimized packaging of structures exposed to natural hazard risks can be achieved in this way.
  • a structure can advantageously be designed in such a way that it can withstand events that are to be expected and/or can offer adequate protection against events that are to be expected. For example, based on correlations of different sensor data measured at the time of an event, conclusions can be drawn about the predictability of future events.
  • a natural hazard risk prognosis parameter if a natural hazard risk prognosis parameter is exceeded or not reached, a warning can be issued to an operator or manager of a structure, which can lead to an emergency team or a repair team being put on alert, for example.
  • the natural hazard risk forecast can be made available to a fire brigade control center, which can set certain units to an increased alarm level as long as the natural hazard risk forecast predicts an increase in the probability of an event.
  • the natural hazard risk forecast can be made available to a railway operator, who can stop a train from passing through a certain area or make a diversion as long as the natural hazard risk forecast predicts an increase in an event probability.
  • the natural hazard risk forecast can be made available to an authority responsible for the maintenance of hiking trails, which has hiking trails closed within a specific area as long as the natural hazard risk forecast predicts an increase in the probability of an event.
  • At least one sensor module of the outdoor sensor network be assigned to an area of application designed as an interception and/or stabilization device for rock, rock, avalanches, mudslides, landslides or the like, in particular as an interception and/or stabilization structure, with the at least one sensor module of the outdoor sensor network has an impact sensor for detecting impacts in the interception device, with an analysis, in particular pattern recognition, based on the impact data of the impact sensor and/or based on the cable force sensor data, in particular measuring the degree of filling of a debris flow barrier, of a cable force sensor of the sensor module, together with the measurement series of the tropospheric measurement data of the sensor module, and in particular with the further information about the area of application, is carried out and based on this analysis, a natural hazard risk forecast designed as an impact forecast is determined.
  • the pattern recognition is in the form of automated pattern recognition, which is preferably carried out by an algorithm of the analysis and/or prediction unit based on the principle of machine learning and/or on the principle of neural networks.
  • the natural hazard risk forecast determined in this way is made available to the group of users.
  • the pattern recognition also includes a recognition of faulty sensors and/or sensor modules of the outdoor sensor network. For example, individual potentially damaged, incorrectly calibrated or incorrectly installed sensors and/or sensor modules can be determined on the basis of data outliers.
  • the pattern recognition is also preferably based on the principle of swarm intelligent sensors.
  • a maintenance plan for the area of operation for example for a natural hazard defense installation, be drawn up based on the determined risk of natural hazards.
  • a high degree of efficiency in particular maintenance efficiency, for example with regard to the organization of personnel, material and machines, can advantageously be achieved.
  • the maintenance plan is made available to the group of users.
  • the maintenance plan is also based on the determined natural hazard risk forecasts.
  • the maintenance plan is flexibly adapted to changing sensor measurement data.
  • the maintenance plan is flexibly adapted to detected events, for example impact events and/or backfilling events. For example, it is conceivable that a specific area of use will move forward in the maintenance plan after one or more new impacts or backfilling events, such as debris flows, have been detected. If maintenance personnel, maintenance devices and/or consumables are organized based on identified natural hazard risks in a number of operational areas, in particular distributed within a region, a high level of maintenance efficiency can advantageously be achieved.
  • inspection routes of maintenance teams that inspect several operational areas on a maintenance trip can advantageously be optimized in relation to a total travel time and/or in relation to a total route.
  • An “organization of maintenance personnel” is to be understood in particular as an assignment of areas of application to the persons carrying out the maintenance.
  • maintenance jobs in particular by the analysis and/or prediction unit, are distributed in such a way that overall a workload can be distributed as evenly as possible among all the personnel available in a region and/or that the total travel distances of the personnel available in the region can be kept as short as possible .
  • An “organization of maintenance devices” is to be understood in particular as an assignment of maintenance devices to the people carrying out the maintenance.
  • Maintenance orders in particular from the analysis and/or prediction unit, are preferably distributed in such a way that overall an allocation of maintenance devices to available personnel is distributed in such a way that the shortest possible downtime of the maintenance devices and the personnel can be achieved.
  • Organization of consumables is to be understood in particular as an assignment of consumables to the people carrying out the maintenance.
  • Consumables, in particular from the analysis and/or prediction unit are preferably assigned to the available personnel in such a way that the least possible storage is necessary.
  • an interception device in particular in a rockfall barrier, in particular by the impact sensor, and/or after a detection of a filling event, for example a debris flow, in an interception device, in particular in a debris flow barrier, in particular by the cable force sensor, depending on the strength and/or type of impact and/or the filling event, a maintenance order, in particular in the form of a warning, or an immediate repair , particularly in the form of an alarm, is triggered.
  • a maintenance order in particular in the form of a warning, or an immediate repair , particularly in the form of an alarm.
  • the alarm is triggered, which preferably leads to an (emergency) repair team being dispatched as soon as possible and/or leads to a blocking of the area of operation for unauthorized persons.
  • the intensity of the impact and/or the backfilling event suggests less serious damage to the interceptor (e.g. measured values within a tolerance range)
  • the warning is triggered, which preferably leads to an early inspection of the area of operation and, if necessary, to a clearance the corresponding interception device.
  • a drone in particular a maintenance drone and/or a reconnaissance drone, be based on a result, for example an impact on the rockfall barrier and/or a backfill event of the debris-flow barrier and/or on a value of the natural hazard risk determined, in particular the magnitude of the impact and/or the backfill event.
  • a high level of maintenance efficiency can advantageously be achieved and/or organizational effort can be kept low.
  • a "drone” is to be understood in particular as an unmanned aircraft that either operates independently or is remotely controlled.
  • a “reconnaissance drone” is to be understood in particular as a pure sensor drone, in particular a camera drone, which it is intended to carry out an, in particular optical, appraisal and/or inspection of the area of application, in particular of the structure.
  • a “maintenance drone” is to be understood in particular as a drone which, in particular in addition to the tasks of the reconnaissance drone, is intended to carry out at least one maintenance operation.
  • the maintenance process can include, for example, reading out data from sensor modules, charging energy stores of sensor modules, replacing parts of a sensor module (eg battery), installing a sensor module, etc.
  • the drone acts at least partially autonomously and uses the sensor modules arranged in an operational area for (GPS-independent) navigation, in particular according to the principle of a "virtual track", as orientation points and/or as an orientation aid.
  • “Triggering” a use of the drone is to be understood in particular as meaning a direct autonomous launch of the drone from a parking position.
  • "triggering" the use of the drone should also be understood as a notification to a person responsible for a drone use, who preferably transports the drone to the area of use as a result of the notification and has it launched there autonomously or remotely.
  • a remote monitoring sensor device with a sensor module for an outdoor sensor network, which is intended in particular to record and provide sensor data for the sensor network-based analysis and/or prediction method, with at least one outdoor corrosion sensor, with at least one environmental sensor for determining tropospheric measurement data and with at least one communication unit for transmitting the sensor data, in particular wirelessly, to an external analysis and/or prediction unit, the sensor module having an at least substantially hermetically sealed sensor module housing.
  • the outdoor corrosion sensor is designed in particular as an outdoor corrosion sensor, which is preferably provided to detect corrosiveness of an outside atmosphere.
  • the outdoor corrosion sensor is intended in particular to detect corrosion, preferably corrosion progress, by measuring a corrosion current.
  • the outdoor corrosion sensor includes a corrosion control element.
  • the outdoor corrosion sensor is intended in particular to measure the corrosion current generated by corrosion processes in a corrosion control element that is stored open to the outside atmosphere, preferably a curve of a current value of the corrosion current.
  • the outdoor corrosion sensor advantageously detects a current flow which is proportional to the corrosion, in particular to the anti-corrosion layer removal rate, in particular of a coating, of the corrosion control element, from which in particular a time profile of the anti-corrosion layer removal rate, an instantaneous anti-corrosion layer removal rate and/or or a current residual material thickness of the anti-corrosion layer, in particular of the corrosion control element and thus also of metal parts arranged in the area of use, can be inferred.
  • the corrosion control element is designed as a modified ACM (Atmospheric Corrosion Monitor) sensor.
  • the ACM sensor is intended to determine a corrosiveness of an environment and/or corrosion rates, in particular removal rates of metals and/or alloys, preferably based on a galvanic current flowing between metals and/or alloy.
  • the ACM sensor comprises at least two electrodes which are electrically insulated from one another, in particular when dry.
  • the electrodes are in particular at least partly made of different materials, preferably different precious metals. It is conceivable that at least one electrode has at least one coating, as a result of which at least the surface materials of at least two electrodes in particular differ.
  • the surface materials are formed from different precious metals.
  • At least one electrode is advantageously designed to be essentially identical to at least one section of a wire of the wire mesh.
  • the best possible transferability of the material removal measured on the corrosion control element to a material removal of the wire mesh can advantageously be achieved.
  • at least one further electrode of the ACM sensor is at least partially made of a more noble material than the electrode, which is made essentially identical to the section of the wire.
  • the nobler material can include, in particular, steel, silver, gold, cobalt, nickel, copper, platinum, palladium, another element that is higher in an electrochemical series than zinc and/or an alloy that is higher in the electrochemical series than zinc.
  • the electrodes in particular the electrodes of different surface materials, are arranged without contact with one another.
  • the electrodes, in particular the electrodes with different surface materials are free of direct mutual electrical contacts.
  • the electrodes, in particular the electrodes of different surface material are preferably in electrical contact in a wet state via water droplets forming an electrolyte.
  • a galvanic current flows when the electrodes are electrically contacted.
  • the galvanic current flow causes material removal and/or corrosion of the less noble electrode.
  • the current flow is advantageously proportional to the material removal.
  • the presence and/or properties, in particular corrosion properties, of the electrolyte are dependent in particular on environmental conditions to which the corrosion control element is exposed at a specific point in time, as a result of which a corrosiveness of the environmental conditions at the point in time can advantageously be inferred.
  • the environmental sensor comprises at least one thermometer, at least one hygrometer, at least one ombrometer, at least one pyranometer, at least one anemometer, at least one barometer and/or at least one other measuring device, such as a measuring device for detecting trace gases, salt concentrations or aerosol concentrations, etc.
  • the communication unit is provided for automatic, preferably periodic, transmission of the sensor data to the external analysis and/or prediction unit.
  • the communication unit preferably has mobile radio capacity.
  • the communication unit communicates using a mobile radio protocol, for example an EDGE, GPRS, HSCSD and/or preferably using a GSM mobile radio protocol.
  • a mobile radio protocol for example an EDGE, GPRS, HSCSD and/or preferably using a GSM mobile radio protocol.
  • other radio interfaces are also conceivable for communication with the analysis and/or prediction unit.
  • the sensor module in particular the communication unit, has further radio interfaces for communication with electronic units in the immediate vicinity, for example with further sensor modules of the outdoor sensor network, with drones and/or with external sensors, such as an external camera, in particular a external Bluetooth camera.
  • the additional radio interface can include, for example, a Bluetooth radio interface, an NFC radio interface, an RFID radio interface, a LoRa radio interface or a comparable short-distance radio interface.
  • the communication unit preferably transmits further data about the sensor module, for example about a location, a time, a battery status, a functional status, etc.
  • An “essentially hermetically sealed sensor module housing” should be understood to mean, in particular, a sensor module housing that is sealed at least watertight, in particular at least with respect to water columns of at least 5 m, preferably at least 25 m, preferably at least 100 m and particularly preferably at least 250 m.
  • the at least essentially hermetically sealed sensor module housing is preferably also sealed in an at least essentially airtight and/or gas-tight manner.
  • MVTR moisture vapor transmission rate
  • an oxygen transmission rate (OTR) between the interior of the sensor module housing and the area surrounding the sensor module housing is less than 1000 cm 3 /m 2 /24h, preferably less is less than 250 cm 3 /m 2 /24h, preferably less than 100 cm 3 /m 2 /24h and more preferably less than 50 cm 3 /m 2 /24h.
  • OTR oxygen transmission rate
  • the hermetically sealed sensor module housing is provided in particular to prevent foreign bodies from penetrating into the interior of the sensor module, as a result of which a long service life can advantageously be achieved.
  • the sensor module housing is advantageously resistant to damage caused by vegetation (eg to penetration by roots or the like).
  • the sensor module housing is resistant to damage from wildlife (eg, from being invaded by insects, being bitten by wildlife, or the like).
  • the interior of the sensor module housing contains at least the communication unit, at least one energy storage unit of the sensor module and/or at least one electronic control and/or regulation unit and/or a computing unit, which is connected to the outdoor corrosion sensor, to the environmental sensor, to the communication unit, to the energy storage unit of the sensor module, etc. interacts.
  • the hermetically sealed sensor module housing includes at least one, preferably hermetically sealed and/or cast, feedthrough for at least one sensor probe, in particular the outdoor corrosion sensor and/or the environmental sensor.
  • Remote monitoring sensor device is to be understood in particular as a corrosion and/or impact remote monitoring device for structures, in particular for containment and/or stabilization structures in the area of natural hazards.
  • the remote monitoring sensor device is provided to enable remote monitoring of a structure, in particular an interception and/or stabilization structure, based on data from a plurality of sensor modules.
  • the sensor module is intended in particular to be installed in a deployment area, ie to be attached to a terrain or preferably to an interception and/or stabilization structure, in particular to a cable, preferably guy rope, of the interception and/or stabilization structure.
  • the sensor module is preferably clamped to the guy rope of the support and/or stabilization structure.
  • the sensor module housing be free of cable inlets, such as plugs, sockets or cable guides, free of cable outlets, such as plugs, sockets or cable guides, free of pressure switches, in particular free of mechanical switches such as toggle and/or pressure switches, and free of external antennas, such as plastic-coated rod antennas (“rubber sausage”) or dipole antennas.
  • the sensor module is particularly resistant to browsing by wild animals and/or other damage caused by wild animals, eg deer, stags, martens, wild boar, mice, rats, etc., which is particularly important when the sensor modules are used outdoors.
  • an outside of the sensor module in particular of the sensor module housing, is at least essentially free of plastic coverings and/or other external plastic parts.
  • substantially free is to be understood in particular as meaning that less than 25%, preferably less than 15%, advantageously less than 10%, preferably less than 5% and more preferably less than 2% of an outer surface of the sensor module is formed by plastic.
  • the surface of the sensor module, in particular of the sensor module housing consists at least predominantly, preferably more than 75%, preferably more than 90% and particularly preferably more than 95% of a metal.
  • the sensor module in particular the communication unit, has a wireless camera interface for coupling to an external camera.
  • the wireless camera interface is designed in particular as a Bluetooth interface, preferably as a Bluetooth Low Energy (BLE) interface.
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • other wireless interfaces are also conceivable, for example a Near Field Communication (NFC) interface and/or a ZigBee interface.
  • the remote monitoring sensor device has an external activation and/or deactivation element, which is intended to activate and/or deactivate the sensor module depending on a relative positioning of the external activation and/or deactivation element to the sensor module housing of the sensor module deactivate.
  • an external activation and/or deactivation element which is intended to activate and/or deactivate the sensor module depending on a relative positioning of the external activation and/or deactivation element to the sensor module housing of the sensor module deactivate.
  • the sensor module has a detection unit which is intended to detect the presence of the activation and/or deactivation element in an activation and/or deactivation position.
  • the detection unit is designed as a magnetic field sensor.
  • mechanical circuits are also conceivable whose switching elements are attracted or repelled by the activation and/or deactivation element designed as an activation and/or deactivation magnet, whereby a sensor module-internal switching process can be controlled from outside the sensor module housing.
  • the sensor module is deactivated as long as the external activation and/or deactivation element is in the deactivation position.
  • the sensor module is activated as long as the external activation and/or deactivation element is in the activation position.
  • the sensor module is deactivated as long as the activation and/or deactivation element is attached to the sensor module housing, in particular in a deactivation area of the sensor module housing that forms the deactivation position.
  • the sensor module is activated as long as the activation and/or deactivation element is removed from a close range of the sensor module housing.
  • a reverse circuit is of course also conceivable.
  • the communication unit is intended to transmit the sensor data directly, preferably via a radio protocol using a GSM mobile radio standard, in particular without detours via one or more collection points for sensor data, to the external analysis and/or prediction unit, in particular designed as a cloud , wherein the external analysis and/or prediction unit is intended to receive sensor data from a plurality of sensor modules distributed over different areas of application, in particular over the entire world, a high level of data security can advantageously be achieved.
  • unauthorized tapping of the sensor data can be made significantly more difficult, in particular since each individual communication of each sensor module would have to be intercepted for this purpose.
  • Advantageous collection points that cause additional costs and/or maintenance work can be dispensed with.
  • a high level of failsafety of the sensor network can advantageously be achieved, in particular since at most individual sensor modules can fail instead of entire collection points. Installation and/or setup of the outdoor sensor network can advantageously be simplified.
  • the communication unit is provided to encrypt the transmitted sensor data, preferably by means of an asymmetric cryptography system.
  • the private key and/or the public key which is assigned to a sensor module in the asymmetric cryptography system, is preferably already integrated into the sensor module during manufacture.
  • the sensor data it is conceivable for the sensor data to be stored in a, preferably encrypted, blockchain or in a, preferably encrypted, distributed ledger to ensure a high level of protection against manipulation.
  • the external analysis and/or prediction unit has a central communication unit which is intended to receive sensor data from many sensor modules of the outdoor sensor network distributed over different areas of application, preferably from all sensor modules of the outdoor sensor network.
  • the communication unit is intended to transmit the sensor data to a, preferably neighboring, further sensor module of the outdoor sensor network when the external analysis and/or prediction unit cannot be reached, in particular when there is limited and/or non-existent connectivity, in particular GSM connectivity to transmit, a particularly high area coverage can advantageously be achieved.
  • An integration of sensor modules, which are arranged at locations with poor or non-existent connectivity, can advantageously be achieved in the outdoor sensor network.
  • the communication between the sensor modules also takes place via the communication unit, but with an alternative radio standard and/or an alternative Radio interface, preferably a radio interface with a comparatively reduced range, such as LoRa or the like, is applied.
  • the sensor data are passed on in a chain of sensor modules until a sensor module with sufficient connectivity for direct transmission to the external analysis and/or prediction unit is reached.
  • the sensor module includes at least one acceleration sensor.
  • the acceleration sensor forms the impact sensor.
  • the acceleration sensor is intended to detect an acceleration occurring when an impact body hits an interception and/or stabilization structure monitored by at least one sensor module.
  • the acceleration sensor is preferably provided at least to measure accelerations of at least up to 100 g, preferably at least up to 150 g and preferably at least up to 200 g, with 1 g corresponding to a value of 9.81 m/s 2 .
  • the acceleration sensor is intended to detect accelerations in all three spatial directions.
  • the acceleration sensor is provided to detect directions of acceleration.
  • the acceleration sensor is in particular designed as a type of acceleration sensor known to those skilled in the art, for example as a piezoelectric acceleration sensor, as a MEMS acceleration sensor, etc.
  • One function of the acceleration sensor is preferably independent of cables and/or cords running outside a housing unit of the monitoring device.
  • the acceleration sensor is arranged entirely in the interior of the sensor module housing.
  • the sensor module includes at least one orientation sensor.
  • the orientation sensor is provided to determine an orientation of the sensor module relative to an effective direction of the gravitational force.
  • the orientation sensor is provided to determine an orientation of the outdoor corrosion sensor relative to the effective direction of the gravitational force.
  • additional information about the event can be obtained from a change in orientation as a result of an event, for example as a result of the impact of an impact body, for example about an impact strength or direction.
  • the orientation measurement can be used to ensure the quality and/or reliability of the data from the outdoor corrosion sensor, in particular by being able to determine incorrect orientations of the outdoor corrosion sensor, for example the outdoor corrosion sensor being upside down.
  • the orientation sensor is designed in particular as a type of orientation or position sensor known to those skilled in the art. In particular, it is conceivable that the orientation sensor forms the acceleration sensor at the same time, or vice versa.
  • the sensor module includes at least the cable force sensor.
  • an effective and/or reliable monitoring of structures that include cables, in particular guy cables can advantageously be achieved.
  • impact events in containment structures such as rockfall barriers, and / or backfill events in Interception structures, such as debris flow barriers, can be reliably detected.
  • the strength of an event, in particular the impact event and/or the backfilling event can advantageously be measured by the cable force sensor.
  • the cable force sensor is preferably provided for measuring cable forces of up to 50 kN, advantageously up to 100 kN, particularly advantageously up to 150 kN, preferably up to 200 kN and particularly preferably up to 294 kN.
  • One function of the cable force sensor is preferably independent of cables and/or ropes running outside a housing unit of the monitoring device. In particular, the cable force sensor is arranged entirely in the interior of the sensor module housing.
  • the cable force sensor for measuring the cable force has at least one strain gauge, which is preferably arranged separately from a cable whose cable forces are monitored by the cable force sensor.
  • the strain gauge is provided to determine a deformation of a cable contact element of the sensor module that is generated by a cable force that occurs.
  • the strain gauge is arranged in an interior of the sensor module housing.
  • the strain gauge includes a temperature response adjustment.
  • the strain gauge is designed as a self-compensating strain gauge.
  • the strain gauge is never in direct contact with the rope to be monitored.
  • the strain gauge is arranged on a side of the cable contact element that faces the interior of the sensor module housing.
  • the strain gauge is arranged on a side of the cable contact element that faces away from the cable to be monitored.
  • the cable force sensor is at least partially designed in one piece with a connection unit of the sensor module, the connection unit for direct attachment of the sensor module to a structure, preferably to a cable of the structure, preferably to a Guy wire rope of the structure is provided.
  • a connection unit of the sensor module for direct attachment of the sensor module to a structure, preferably to a cable of the structure, preferably to a Guy wire rope of the structure is provided.
  • the connection unit is provided to deflect the rope, in particular the guy rope, via the rope contact element in such a way that a force acting on the rope, ie in particular a rope force, measurably deforms the rope contact element.
  • the connection unit is advantageously designed universally for different cables, in particular for cables with different thicknesses.
  • the sensor module can be mounted at least on cables with cable thicknesses between 16 mm and 24 mm via the connection unit.
  • the connection unit can easily be adapted to thicker or thinner cables without having to deviate from the invention.
  • any structure that has a cable, in particular a guy cable on which cable forces can occur can be retrofitted with sensor modules.
  • the sensor modules can be mounted on all structures that have cables, in particular guy cables, by means of the connection unit.
  • the fact that two units are designed “partially in one piece” is to be understood in particular to mean that the units have at least one, in particular at least two, advantageously at least three, common element(s) that are a component, in particular a functionally important component, of both units.
  • the outdoor corrosion sensor be based on a measurement of a flow of corrosion current generated by corrosion (also referred to as “corrosion current” for short), with the corrosion sensor comprising at least one charge store, for example a capacitor, which is charged by the flow of corrosion current up to a limit charge is, whereupon the charge store, in particular the capacitor, discharges again and the sensor module has an ammeter which is provided to measure discharge currents of the charge store, in particular the capacitor, to determine the outdoor corrosion measurement data.
  • corrosion current also referred to as “corrosion current” for short
  • the corrosion sensor comprising at least one charge store, for example a capacitor, which is charged by the flow of corrosion current up to a limit charge is, whereupon the charge store, in particular the capacitor, discharges again and the sensor module has an ammeter which is provided to measure discharge currents of the charge store, in particular the capacitor, to determine the outdoor corrosion measurement data.
  • a measurement of particularly low corrosion currents, especially in the pA range, as they usually occur with the outdoor corrosion sensors used, especially of the ACM type, can be measured without great technical effort (eg without a zero-ohm ammeter).
  • the outdoor corrosion sensor can advantageously be configured in a particularly cost-effective manner.
  • the corrosion current is in particular a galvanic current.
  • the sensor module has at least one accumulator provided for powering at least one component of the sensor module, with the corrosion current flow of the outdoor corrosion sensor serving as charging current for electrically charging the accumulator.
  • a particularly long battery life can advantageously be achieved for the sensor module.
  • the sensor module can advantageously be operated independently for a particularly long time.
  • the sensor module has a pre-analysis unit, which is provided for at least one sensor-related pre-analysis of measurement data, in particular raw measurement data, at least one of the sensors of the sensor module and/or at least one external sensor coupled to the sensor module, such as an external camera , to perform.
  • a pre-analysis unit which is provided for at least one sensor-related pre-analysis of measurement data, in particular raw measurement data, at least one of the sensors of the sensor module and/or at least one external sensor coupled to the sensor module, such as an external camera , to perform.
  • the pre-analysis unit is provided for carrying out a sensor-related analysis of the raw measurement data.
  • the pre-analysis unit is provided for the purpose of averaging, summarizing and/or processing raw data.
  • the raw data are nevertheless stored in the sensor module and can be queried via the analysis and/or prediction unit for a new analysis or for quality control, or can be read out directly on site.
  • the pre-analysis unit is provided to automatically adjust transmission intervals and/or transmission times of the data transmission to the analysis and/or prediction unit based on the pre-analysis of the raw data.
  • a transmission interval can be increased in phases in which, based on the pre-analyzed tropospheric measurement data, generally low activity (eg with regard to corrosion and/or rockfall, etc.) is expected, for example during dry and windless weather.
  • the preliminary analysis of the measurement data is intended to reduce the amount of data sent as much as possible.
  • the preliminary analysis of the measurement data is intended to reduce the overall power consumption of the sensor module.
  • the pre-analysis consumes less energy than is saved by not sending all the raw data.
  • the pre-analysis unit is designed in particular as a computing unit assigned to the sensor module.
  • a “processing unit” is to be understood in particular as a unit with an information input, an information processing and an information output.
  • the arithmetic unit advantageously has at least one processor, a memory, input and output means, further electrical components, an operating program, control routines, control routines and/or calculation routines.
  • the components of the processing unit are preferably arranged on a common circuit board and/or advantageously arranged in a common housing.
  • the pre-analysis unit is intended to make an independent selection as to which part of a measurement data set of a sensor is transmitted by the communication unit and/or if the pre-analysis unit is intended to make an independent selection as to whether a measurement data set of a sensor is to be transmitted by the communication unit is sent or not, an advantageous energy consumption optimization can be achieved. For example, it is conceivable that an image recorded by the external camera is compared by the pre-analysis unit with previously recorded images and that the new image is only sent by the communication unit if the new image contains significant changes compared to the previously recorded image.
  • a data set from a sensor of the sensor module is only sent by the communication unit if another data set from another sensor meets a specific criterion, e.g. indicates a specific event (e.g. the data from the orientation sensor and/or the orientation sensor data set is only then transmitted if the data from the acceleration sensor and/or the acceleration sensor data set indicate that an impact event or the like has taken place).
  • a specific criterion e.g. indicates a specific event (e.g. the data from the orientation sensor and/or the orientation sensor data set is only then transmitted if the data from the acceleration sensor and/or the acceleration sensor data set indicate that an impact event or the like has taken place).
  • the pre-analysis unit is provided to determine a transmission interval of the communication unit based on measurement data from at least one sensor of the sensor module and/or at least one external sensor coupled to the sensor module, an advantageous optimization of energy consumption can be achieved.
  • the pre-analysis unit shortens the transmission interval in times of increased activity (e.g. increased corrosion, increased rockfall activity, increased wind speeds, increased precipitation, etc.).
  • the pre-analysis unit extends the transmission interval during periods of lower activity (e.g. low or no corrosion, low or no rockfall activity, low wind speeds, no precipitation, etc.).
  • the pre-analysis unit is intended to use measurement data from at least one sensor of the sensor module and/or at least one external sensor coupled to the sensor module to regulate standby phases and/or measurement intervals of at least the sensor and/or at least one other sensor, in particular the Sensor different to specify sensors, an advantageous optimization of energy consumption can be achieved.
  • an image is only recorded by the external camera when the measurement data from another sensor indicate an event, for example an impact or the like.
  • an image recording by the camera is triggered by measured values of the sensor module determined by a further sensor and analyzed by the pre-analysis unit close to the sensor.
  • a sensor of the sensor module is only activated when a further data set from a further sensor meets a specific criterion, for example indicates a specific event (e.g. the orientation sensor is only activated when the data from the acceleration sensor indicate that that an impact event or the like has occurred).
  • a sensor of the sensor module is put into a standby operating state if no change in the measurement data of the sensor is expected over a long period of time (e.g. the orientation sensor is put into the standby operating state if no precipitation and no high wind force is measured ).
  • the sensor module has an arithmetic unit with a specially developed operating system that is not based on existing operating systems and that is provided in particular for controlling and/or regulating sensors, the communication unit, the pre-analysis unit, etc.
  • a particularly high level of data security and/or security against misuse can advantageously be achieved.
  • a particularly high level of security against hacker attacks, for example by Trojans or the like, can advantageously be achieved, in particular since any malware would have to be specially tailored to the sensor module's own operating system.
  • the computing unit is provided in particular for controlling and/or regulating sensors, the communication unit, the pre-analysis unit, etc.
  • the processing unit at least partially forms the pre-analysis unit.
  • the sensor module has an energy harvesting
  • the energy harvesting unit includes at least one thermoelectric generator.
  • the thermoelectric generator is based on utilizing the seeback effect to generate the charging current.
  • the energy harvesting unit includes at least one Seebeck element.
  • the energy harvesting unit is intended to use a temperature difference between an upper side of the sensor module housing (directly exposed to solar radiation) and an underside of the sensor module housing (lying in the shade of the sensor module) to generate current and/or voltage.
  • the remote monitoring sensor device has at least one further sensor module, which is in particular configured separately from the sensor module and is assigned to the same area of application as the sensor module.
  • a particularly comprehensive and particularly precise monitoring of the area of use can advantageously be achieved.
  • different conditions can prevail within one and the same area of application, which can lead, for example, to locally different levels of corrosion (windward side vs. leeward side / rain shadow side of a slope) or which can lead to locally different rockfall frequencies (e.g. steepness / geology of the terrain above). ) being able to lead.
  • the remote monitoring sensor device comprises at least two, preferably at least three, preferably at least four and particularly preferably more than five sensor modules, each of which is installed at different points in the area of use.
  • the sensor modules of the remote monitoring sensor device in particular the sensor module and the further sensor module, formed at least substantially identical to each other.
  • all sensor modules of the remote monitoring sensor device are wirelessly connected to the same analysis and/or prediction unit.
  • the outdoor sensor network includes a plurality of remote monitoring sensor devices each having a plurality of sensor modules.
  • the at least one further sensor module is designed without a (local) communication connection to the sensor module.
  • a high level of data security can advantageously be achieved.
  • each of the sensor modules of the remote monitoring sensor device only communicates directly with the analysis and/or prediction unit located outside the field of operation.
  • the sensor module have a setup module, which is intended to be used wirelessly with an external setup device of a fitter, for example a smartphone, for a configuration of the sensor module, in particular for an initial configuration of the sensor module and/or for a reconfiguration of the sensor module To communicate, for example via an NFC interface of the communication unit.
  • a particularly simple installation process can advantageously be made possible.
  • errors during the installation of the sensor modules, which can result in erroneous sensor data can advantageously be avoided.
  • the sensor module preferably the communication unit, includes an interface for near-field data transmission, for example a Bluetooth interface, a BLE interface or preferably an NFC interface, which is provided in particular for communication between the setup module and the external setup device.
  • the sensor module has a device element, for example a QR code, a barcode, an NFC interface or the like, which is used by the external device for initiating the configuration of the sensor module, in particular the initial configuration of the sensor module and/or the reconfiguration of the sensor module, can be read out, scanned or controlled.
  • a device element for example a QR code, a barcode, an NFC interface or the like, which is used by the external device for initiating the configuration of the sensor module, in particular the initial configuration of the sensor module and/or the reconfiguration of the sensor module, can be read out, scanned or controlled.
  • a device element for example a QR code, a barcode, an NFC interface or the like
  • the fitter is guided through a guided, at least partially automated installation process, during which the external installation device communicates with the sensor module, preferably via a wireless interface, such as the NFC interface, and during which configuration data are preferably sent from the external device to the sensor module or vice versa.
  • the setup process is guided by application software (app) installed on the external setup device.
  • the installer is guided through the setup process by the app.
  • at least part of the data exchanged between the external device and the sensor module and/or at least part of the configuration data of the configuration of the sensor module is automatically and wirelessly transmitted to the analysis and/or prediction unit, preferably after the configuration has been successfully carried out, in particular the initial configuration and/or reconfiguration.
  • the installation process includes recording the company performing the installation, in particular the company name, and/or recording the fitter performing the installation, in particular a personnel number and/or a name of the fitter.
  • the setup process includes recording the area of application, eg the project name, the project number, the building designation, etc registration number.
  • the setup process includes a detection of geo-coordinates, eg GPS coordinates, of the sensor module, in particular of the installation location of the sensor module.
  • the geo-coordinates are preferably recorded via a geo-location function, in particular a GPS function, of the external device.
  • the sensor module it is also conceivable for the sensor module to include a GPS sensor.
  • the installer can be requested in the setup process to bring the external setup device into a predetermined position relative to the sensor module when capturing the geo-coordinates, for example in contact with a specific surface of the sensor module.
  • the setup process includes recording a time zone, a date and/or a time.
  • the set time zone, the device date and/or the device time of the external configuration device are preferably adopted.
  • the set-up process includes detecting an exact installation position of the sensor module on a structure, in particular an exact fastening position of the sensor module on the interception and/or stabilization structure.
  • the setup process includes recording an exact designation, in particular type designation, of the structure, in particular interception and/or stabilization structure, to which the sensor module is attached.
  • the setup process includes capturing images, in particular photographs, of the installation situation, in particular the installation situation, of the sensor module.
  • the images are preferably created using the external setup device. Alternatively, however, the images can also be created by a camera of the sensor module or by the external camera, which is in a wireless communication connection with the sensor module.
  • the setup process includes a detection of a diameter of the cable of the structure, in particular of the interception and/or stabilization structure, to which the sensor module is attached by the connection unit.
  • the outdoor sensor network is equipped with a number of remote monitoring sensor devices covering different areas of application, each of which includes sensor modules that are assigned to the different areas of use and which each communicate wirelessly, in particular directly, with a common external analysis and/or prediction unit, preferably each in a wireless direct communication link with a common analysis and/or prediction unit.
  • a common external analysis and/or prediction unit preferably each in a wireless direct communication link with a common analysis and/or prediction unit.
  • a structure in particular an installation to prevent natural hazards, preferably an interception and/or stabilization structure, such as a rockfall barrier, an avalanche barrier, a rockfall curtain, a slope protection device, a debris flow barrier and/or an attenuator, with at least one cable, in particular a guy wire cable, and with at least one sensor module of a remote monitoring sensor device, wherein the sensor module is attached to the cable.
  • an interception and/or stabilization structure such as a rockfall barrier, an avalanche barrier, a rockfall curtain, a slope protection device, a debris flow barrier and/or an attenuator
  • at least one cable in particular a guy wire cable
  • sensor module of a remote monitoring sensor device
  • the structure includes at least one additional cable.
  • a further sensor module of the remote monitoring sensor device is attached to the further cable. It is also conceivable that more than two sensor modules of the remote monitoring sensor device are assigned to the structure, in particular that more than two sensor modules of the remote monitoring sensor device are attached to the structure.
  • the analysis and/or prediction method according to the invention and/or the remote monitoring sensor device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the inventive analysis and / or Prediction methods and/or the remote monitoring sensor device according to the invention have a number of individual elements, components, method steps and units that differs from a number specified herein in order to fulfill a functionality described herein.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an outdoor sensor network with remote monitoring sensor devices
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an application area of a remote monitoring sensor device of the outdoor sensor network designed as a structure
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a sensor module of the remote monitoring sensor device fastened to a cable of the structure
  • FIG. 4 shows another schematic, perspective view of the sensor module of the remote monitoring sensor device
  • 6 shows a schematic flow chart of an analysis and/or prediction method based on the outdoor sensor network for protection against natural hazards
  • 7 shows a schematic flow chart of a method for the sensor-related analysis of sensor data by the sensor modules.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an outdoor sensor network 12.
  • the outdoor sensor network 12 is provided at least to record sensor data for a sensor network-based analysis and/or prediction method described below.
  • the outdoor sensor network 12 includes multiple remote monitoring sensor devices 36 (see FIG. 2).
  • the outdoor sensor network 12 extends over a number of different areas of application 20.
  • the areas of application 20 can be distributed over the entire world.
  • one remote monitoring sensor device 36 is assigned to one of the different areas of application 20 .
  • Each of the remote monitoring sensor devices 36 includes one or more sensor modules 10 which are thereby also permanently assigned to the respective areas of application 20 .
  • FIG. 1 shows an external analysis and/or prediction unit 14 which can in particular also be assigned to the outdoor sensor network 12 .
  • the external analysis and/or prediction unit 14 is designed as a cloud.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 could also be in the form of a single central server or server network.
  • the remote monitoring sensor devices 36 preferably the sensor modules 10 of the respective remote monitoring sensor devices 36, communicate wirelessly with the external analysis and/or prediction unit 14.
  • the remote monitoring sensor devices 36 preferably the sensor modules 10 of the respective remote monitoring sensor devices 36, communicate directly with the external analysis and/or prediction unit 14.
  • the remote monitoring sensor devices 36 preferably the sensor modules 10 of the respective remote monitoring sensor devices 36, communicate via a direct GSM mobile data connection with the external analysis and/or Prediction unit 14.
  • the same external analysis and/or prediction unit 14 communicates with all sensor modules 10 of all remote monitoring sensor devices 36 of the outdoor sensor network 12.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 is intended to collect sensor data from a number of different application areas 20, 20', 20” to receive distributed sensor modules 10, 10′, 10′′.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 has a communication device (not shown) for communication with the outdoor sensor network 12 .
  • the external analysis and/or prediction unit 14 forms a common external analysis and/or prediction unit 14 of all sensor modules 10 of the outdoor sensor network 12 .
  • the external analysis and/or prediction unit 14 collects the sensor data determined from all sensor modules 10 of the outdoor sensor network 12 .
  • the external analysis and/or prediction unit 14 includes a storage unit 16 with at least one data storage medium.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 is intended to store the collected sensor data from the sensor modules 10 of the outdoor sensor network 12 in the storage unit 16 .
  • the external analysis and/or prediction unit 14 is intended to receive, collect and/or store further data from databases 90 external to the sensor network.
  • the other data from the sensor network-external databases 90 include other information about the area of application 20.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 includes a processor unit 88 with at least one processor.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 includes an operating program which is provided for processing the collected and/or stored data and which can be called up and executed by the processor unit 88 .
  • the external analysis and/or prediction unit 14 is provided to analyze and/or process the collected and/or stored data using the operating program.
  • the external analysis and / or prediction unit 14 is provided to the collected and / or to correlate stored data with one another by means of the operating program.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 is provided for using the operating program to perform pattern recognition based on the collected and/or stored data.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 is provided to make the data processed and prepared by means of the operating program and/or the unprocessed data received from the sensor modules 10 available to a group of users 18 .
  • the group of users 18 can access the external analysis and/or forecast unit 14, in particular a user portal (“dashboard”) of the external analysis and/or forecast unit 14, for example by means of a display device 92, which can be embodied as a PC or smartphone, among other things , access.
  • a display device 92 which can be embodied as a PC or smartphone, among other things , access.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 to send data to the group of users 18, in particular to display devices 92 of the group of users 18 (e.g. in message form).
  • the group of users 18 includes a drone 34 .
  • Some of the areas of use 20 are structures 24. At least one of the areas of use 20 is a structure 24 comprising metal parts exposed to atmospheric corrosion
  • the application areas 20 formed by structures 24 are natural hazard defense installations 32.
  • An exemplary application area 20 in FIG. The rockfall barrier 76 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • a further exemplary application area 20 of FIG. 1 is in the form of an avalanche barrier 78 .
  • the avalanche barrier 78 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • the rockfall curtain 80 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • the embankment safety device 82 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • Another one An exemplary application area 20 in FIG. 1 is designed as a debris flow barrier 84 and/or debris flow barrier.
  • the debris-flow barrier 84 and/or the debris-flow barrier has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • Another exemplary application area 20 in FIG. 1 is in the form of an attenuator 86 .
  • the attenuator 86 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • Some of the operational areas 20 formed by buildings 24 differ from natural hazard defense installations 32 .
  • An exemplary application area 20 in FIG. 1 is designed as a suspension bridge 96 .
  • the suspension bridge 96 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • a further exemplary application area 20 of FIG. 1 is designed as a stadium roof guying 98 .
  • the stadium roof guying 98 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • a further exemplary application area 20 of FIG. 1 is designed as a wind turbine guying 100, in particular as a wind turbine mast guying.
  • Wind turbine guying 100 in particular as a wind turbine mast guying, has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached.
  • the facade guying 102 has a cable 56 to which a sensor module 10 is attached. Another part of the areas of application 20 'are places without buildings, such as a slope 94.
  • FIG. 2 shows an example of a schematic view of one of the application areas 20 designed as a building 24.
  • the building 24 shown in FIG. Structure 24 shown in FIG. 2 is designed as an interception and/or stabilization device 222, in particular as an interception and/or stabilization structure.
  • the structure 24 shown in FIG. 2 is designed as a stone impact barrier 76 .
  • the rockfall barrier 76 includes a wire net 226, which is designed as a ring net, for example, and is only partially shown in FIG. In this case, the rings of the ring network form the meshes of the wire network 226 . A diameter of the rings of the ring net thus represents the mesh size of the wire mesh 226.
  • the deployment site 20, particularly the rockfall barrier 76 includes the remote monitoring sensor device 36.
  • the remote monitoring sensor device 36 assigned to the area of application 20, in particular to the stone impact barrier 76 comprises, for example, three sensor modules 10, 10', 10”.
  • the sensor modules 10, 10′, 10′′ are each attached to different cables 56, 56′, 56′′ of the rockfall barrier 76 .
  • the sensor modules 10, 10′, 10′′ are each arranged in different areas of the stone chip barrier 76 .
  • One of the sensor modules 10 is arranged in an upper left end area of the stone chip barrier 76 when viewed from a front view of the stone chip barrier 76 .
  • Another of the sensor modules 10 ′ is arranged in an upper right-hand end region of the stone chip barrier 76 seen from the front view of the stone chip barrier 76 .
  • An additional one of the sensor modules 10 ′′ is arranged in a lower left end region of the stone chip barrier 76 seen from the front view of the stone chip barrier 76 .
  • Alternative arrangements of sensor modules 10, 10′, 10′′ and/or arrangements of further sensor modules 10, 10′, 10′′ on the rockfall barrier 76 are conceivable.
  • the cables 56, 56′, 56′′ are each guy wire cables 228 of the rockfall barrier 76. When an impactor (not shown) impacts the rockfall barrier 76, cable forces are exerted on the cables 56, 56′, 56′′.
  • the sensor modules 10, 10′, 10′′ are each arranged on an upper side of the respective associated cable 56, 56′, 56′′, in particular as seen relative to a gravitational direction 126 .
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a sensor module 10 of the remote monitoring sensor device 36 fastened to a cable 56.
  • the sensor module 10 has a connection unit 224.
  • the connection unit 224 is provided for a direct attachment of the sensor module 10 to the cable 56 of the structure 24 .
  • the connection unit 224 includes a cable receiving element 104.
  • the cable receiving element 104 is designed as a U-hook.
  • the connection unit 224 includes a clamping element 106.
  • the connection unit 224 includes a further clamping element 108.
  • the Clamping elements 106, 108 are designed as nuts.
  • the cable receiving element 104 has a thread at each end for screwing on the tensioning elements 106 , 108 .
  • the cable receiving element 104 is slipped over the cable 56, guided through tunnel-like recesses 110 within the sensor module 10 and on a side of the sensor module 10 opposite the cable 56 by screwing the tensioning elements 106, 108 onto the cable receiving element 104 secured.
  • the tensioning elements 106 , 108 are screwed onto the cable receiving element 104 so tightly that one side of the cable 56 is thereby pressed by the cable receiving element 104 against an outside of the sensor module 10 .
  • the connection unit 224 is provided for the purpose of fastening the sensor module 10 to the cable 56 in a non-slip manner relative to a longitudinal axis of the cable 56 .
  • the connection unit 224 is provided for the purpose of fastening the sensor module 10 to the cable 56 in a rotationally fixed manner relative to a longitudinal axis of the cable 56 .
  • FIG 4 shows a schematic, perspective view of the sensor module 10 of the remote monitoring sensor device 36 (without the connection unit 224), in particular a top side 120 of the sensor module 10.
  • the sensor module 10 shown is intended for use in the outdoor sensor network 12.
  • the sensor module 10 has an outdoor corrosion sensor 38 .
  • the outdoor corrosion sensor 38 is provided for measuring outdoor corrosion measurement data.
  • the outdoor corrosion sensor 38 is provided for measuring a level of corrosion.
  • the outdoor corrosion sensor 38 is provided for measuring a corrosion protection layer removal rate.
  • the outdoor corrosion sensor 38 is designed as an ACM sensor.
  • the outdoor corrosion sensor 38 includes electrodes 112, 114. In the case shown as an example, the outdoor corrosion sensor 38 has exactly five electrodes 112, 114.
  • the electrodes 112, 114 are aligned parallel to one another. Each two electrodes 114 are above and below a central electrode 112 in one common level arranged.
  • the central electrode 112 forms an anode.
  • the other electrodes 114 form a cathode.
  • the electrodes 112, 114 have external shapes that are at least essentially identical to one another.
  • Electrodes 114 forming the cathode have a more noble metal than a surface of the central electrode 112 forming the anode.
  • the surface of the electrodes 114 forming the cathode is made of steel, while the surface of the electrode 114 forming the anode made of zinc, in particular a zinc coating of a steel wire.
  • the outdoor corrosion sensor 38 designed as an ACM sensor has an air gap between the electrodes 112, 114 in each case. The air gap acts as an insulator.
  • the distance between the electrodes 114 of the cathode and the electrode 112 of the anode is at most 0.4 mm, preferably at most 0.3 mm and preferably at most 0.2 mm.
  • the outdoor corrosion sensor 38 has two end caps 116, 118 designed as insulators.
  • the end caps 116, 118 serve as holders for the electrodes 112, 114.
  • electrical contacts of the electrodes 112, 114 are guided.
  • the end caps 116, 118 and/or the feedthroughs of the electrical contacts of the electrodes 112, 114 into an interior of a sensor module housing 44 of the sensor module 10 are at least essentially hermetically sealed. In the dry state, the connection from anode to cathode is current-free because of the air gap.
  • a current can flow by means of conductive particles, for example ions, dissolved in water and originating in particular from one of the electrodes 112, 114.
  • Different redox potentials of the different materials of the anode electrode 112 and the cathode electrodes 114 drive this current flow.
  • material is removed from the anode.
  • the current flow is proportional to a material removal.
  • the Current flow depends on the type and amount of chemicals dissolved in the water. For example, an increasing amount of salts, such as sulfates or common salt, leads to an increased current flow.
  • the outdoor corrosion sensor 38 is arranged on the upper side 120 of the sensor module 10 .
  • the outdoor corrosion sensor 38 includes at least one charge store 58.
  • the charge store 58 is designed as a capacitor.
  • the charge storage device 58 is charged up to a limit charge by the corrosion current flow.
  • the charge store 58 discharges in a current pulse.
  • the sensor module 10, in particular the outdoor corrosion sensor 38 has an ammeter 60.
  • the ammeter 60 is intended to measure the current pulses generated by the discharge currents of the charge storage device 58 .
  • the sensor module 10 is intended to determine the outdoor corrosion measurement data from the current pulses generated by the discharge currents of the charge storage device 58 .
  • the sensor module 10 has an acceleration sensor 50 .
  • the acceleration sensor 50 is arranged in the interior of the sensor module housing 44 . Acceleration sensor 50 is intended to detect vibrations in sensor module 10 .
  • the sensor module 10 has an orientation sensor 52 .
  • the orientation sensor 52 is provided to detect a relative orientation of the sensor module 10, in particular a relative orientation of the upper side 120 of the sensor module 10, to the gravitational direction 126.
  • the sensor module 10 has a cable force sensor 30 .
  • the cable force sensor 30 is provided to detect a force which acts on the cable 56 to which the sensor module 10 is attached. Cable force sensor 30 includes a strain gauge 54 .
  • Sensor module 10 has a cable contact element 128 .
  • the cable force sensor 30 has the cable contact element 128 .
  • Cable contact element 128 is on an outside, in particular on an underside 130, of sensor module 10 arranged.
  • the strain gauge 54 is provided for an indirect measurement of the cable force via a strength and/or an extent of a deformation of the cable contact element 128 of the sensor module 10 caused by the cable 56 .
  • the strain gauge 54 is arranged separately from the cable 56, the cable forces of which are to be monitored by the cable force sensor 30.
  • the strain gauge 54 is arranged on a side of the cable contact element 128 opposite the cable 56 .
  • Strain gauge 54 is arranged on an inside of sensor module housing 44 , in particular inside sensor module housing 44 .
  • the cable force sensor 30 is formed at least partially in one piece with the connection unit 224 of the sensor module 10 .
  • Surfaces, in particular cable contact surfaces, of sensor module 10 in a (close) area of cable contact element 128 and in a (close) area of connection unit 224 lie in planes that are different from one another but are preferably still parallel to one another.
  • the cable contact surfaces of cable contact element 128 and connection unit 224 are arranged along a longitudinal direction 132 of sensor module 10 and/or cable 56 .
  • the cable 56 is spaced apart from one another via the cable contact surfaces of the cable contact element 128 and the cable 56 and/or the sensor module 10 .
  • the rope 56 is deflected from a straight course by the rope 56 resting against the sensor module 10 in the area of the rope contact element 128 and in the area of the connection unit 224 .
  • connection unit 224 and/or the cable contact element 128 are provided for deflecting the cable 56 in sections. Due to the fact that the connection unit 224 contributes significantly to the deflection of the cable 56, the connection unit 224, in particular the cable receiving element 104, forms a significant part of the cable force sensor 30.
  • the cable 56 which is preferably deflected via the cable contact element 128 and the connection unit 224 , is deflected back out of the deflection by a cable force applied, in particular pulling, on the cable 56 .
  • the cable contact element 128 is bent by a cable applied to the cable 56, in particular a pulling force.
  • the cable contact element 128 is designed as a metal bar, in particular as an aluminum bar.
  • the one on the Cable contact element 128, in particular on an inner side of cable contact element 128, arranged strain gauges 54 is stretched (unevenly) by the bending of cable contact element 128 or compressed.
  • the cable force sensor 30 determines the cable force causing the bending of the cable contact element 128 from the elongation of the strain gauge 54 .
  • the sensor module 10 has an energy storage unit 124 .
  • the energy storage unit 124 can be embodied as a battery, in particular as a battery with a minimum service life of 10 years under normal conditions. In the example shown in FIG. 4 , however, energy storage unit 124 is in the form of an accumulator 62 .
  • Energy storage unit 124 is provided at least for powering at least one component of sensor module 10, for example at least one of the sensors of sensor module 10 and/or at least one computing unit 66 of sensor module 10. In the case shown as an example, the flow of corrosion current from the outdoor corrosion sensor 38 serves as charging current for electrically charging the accumulator 62 .
  • the sensor module 10 has an energy harvesting unit 68 .
  • the energy harvesting unit 68 is intended to generate electricity from a temperature difference within the sensor module 10, preferably within the sensor module housing 44.
  • the energy having unit 68 includes a thermoelectric generator for power generation.
  • the sensor module 10 has an environmental sensor unit 122 .
  • Surroundings sensor unit 122 comprises at least one surrounding sensor 40, preferably a plurality of surrounding sensors 40, for example thermometers, hygrometers, ombrometers, pyranometers, anemometers, barometers and/or at least other measuring devices, such as measuring devices for detecting trace gases, salt concentrations or aerosol concentrations, etc.
  • Surroundings sensor unit 122 in particular the environmental sensor 40, is provided for measuring tropospheric measurement data.
  • the sensor module housing 44 is hermetically sealed.
  • the Sensor module housing 44 is provided for hermetically separating the interior of sensor module housing 44 from the environment.
  • At least one of the environment sensors 40 has a sensor (not shown) which protrudes from the sensor module housing 44 of the sensor module 10 .
  • the sensor is hermetically cast to maintain the hermetic seal.
  • the sensor module housing 44 is designed without cable entries.
  • the sensor module housing 44 is designed without cable outlets.
  • the sensor module housing 44 is designed without pressure switches.
  • the sensor module housing 44 is designed without mechanical switches.
  • the sensor module housing 44 is designed without external antennas.
  • the sensor module 10 has a communication unit 42 .
  • the communication unit 42 is provided for wireless and/or direct transmission of sensor data, in particular from the environmental sensor unit 122 and/or the outdoor corrosion sensor 38, to the external analysis and/or prediction unit 14.
  • the communication unit 42 is intended to transmit the sensor data from the respective sensor module 10 to the common external analysis and/or prediction unit 14 without detours via one or more collection points for sensor data.
  • the communication unit 42 includes a GSM receiving and transmitting module.
  • the communication unit 42 is equipped with a SIM card, which allows a data transfer of a data volume of about 10 years of continuous operation of all sensors of the sensor module 10 (about 1 GB).
  • the communication unit 42 is designed without external antennas.
  • the communication unit 42 includes an integrated antenna.
  • the sensor module 10, in particular the communication unit 42, has a wireless camera interface.
  • the wireless camera interface is intended to be coupled to an external camera 46 .
  • the external camera 46 can be embodied, for example, as a wildlife camera and/or as a surveillance camera that monitors the sensor module 10 and/or the building 24 .
  • the external camera 46 is designed in particular as a Bluetooth camera.
  • the remote monitoring sensor device 36 and/or the outdoor sensor network 12 include the external camera 46.
  • the communication unit 42 has a further communication interface with a reduced transmission range, which is provided for this purpose if the external analysis and/or prediction unit 14 cannot be reached to transmit the sensor data to a preferably adjacent further sensor module 10' of the outdoor sensor network 12, which is assigned to the same application area 20 or which is assigned to an additional, in particular adjacent application area 20.
  • the sensor module 10 has the computing unit 66 .
  • Processing unit 66 is used to monitor, control and/or regulate internal functions of sensor module 10, for example sensors of sensor module 10, external sensors such as external camera 46, communication unit 42, e.g transmitted sensor data, etc., provided.
  • the arithmetic unit 66 has its own operating system which has been specially developed and is not based on existing operating systems.
  • the sensor module 10 has a pre-analysis unit 64 .
  • the pre-analysis unit 64 is designed in one piece with the arithmetic unit 66 .
  • the pre-analysis unit 64 is provided to carry out a pre-analysis close to the sensor of measurement data, in particular of raw measurement data, of at least one of the sensors of the sensor module 10 .
  • the pre-analysis unit 64 is provided to carry out a pre-analysis close to the sensor of measurement data, in particular raw measurement data, of at least one external sensor coupled to the sensor module 10 , such as the external camera 46 .
  • the pre-analysis unit 64 is provided to make an independent selection as to which part of a measurement data record of a sensor is to be transmitted by the communication unit 42 .
  • the pre-analysis unit 64 is provided to make an independent selection as to whether or not a measurement data record of a sensor is transmitted by the communication unit 42 .
  • the pre-analysis unit 64 is provided for on the basis of measurement data from at least one sensor of sensor module 10 and/or at least one external sensor coupled to sensor module 10, such as external camera 46, to specify a transmission interval for communication unit 42.
  • Pre-analysis unit 64 is provided for the purpose of controlling standby phases and/or measurement intervals of at least the sensor and / or to set at least one other sensor.
  • the remote monitoring sensor device 36 has an external activation and/or deactivation element 48 .
  • the external activation and/or deactivation element 48 is provided to activate and/or deactivate the sensor module 10 depending on a relative positioning of the external activation and/or deactivation element 48 to the sensor module housing 44 .
  • External activation and/or deactivation element 48 is embodied as an external activation and/or deactivation magnet, which is magnetically attracted to at least part of sensor module housing 44 and/or which has a magnetically attractive effect on at least part of sensor module housing 44.
  • the sensor module housing 44 has an activation and/or deactivation area 136 .
  • the activation and/or deactivation surface 136 comprises a magnetic, preferably a ferromagnetic material.
  • the sensor module 10 is in a deactivated state.
  • the activation and/or deactivation element 48 is arranged outside the area of the activation and/or deactivation surface 136 on the sensor module housing 44 and/or as long as the activation and/or deactivation element 48 is completely removed from the sensor module housing 44, the sensor module is located 10 in an activated state.
  • the reverse procedure is also conceivable.
  • the sensor module is in the activated state or in the deactivated state state (or vice versa).
  • the sensor module 10 has a setup module 70 .
  • the setup module 70 is provided to communicate wirelessly with an external setup device 72 of a fitter, for example with a smartphone, for a configuration of the sensor module 10 .
  • the sensor module 10, in particular the setup module 70 includes a setup element 74, which can be read out or controlled by the external setup device 72 to initiate the configuration of the sensor module 10.
  • the installation element 74 is in the form of a QR code.
  • the QR code is applied to the sensor module housing 44 .
  • the setup module 70 is provided, in particular in interaction with the external setup device 72, for carrying out an at least partially automated setup process 134 (cf. FIG. 5).
  • FIG. 5 shows a schematic flow chart of the at least partially automated setup process 134.
  • the sensor module 10 is brought into an area of use 20 and installed on/in the area of use 20.
  • the sensor module 10 is activated.
  • the activation and/or deactivation element 48 is removed from the region of the activation and/or deactivation surface 136 in the setup step 140, for example.
  • the setup element 74 is read out.
  • the QR code applied to the sensor module housing 44 is scanned by the external setup device 72 .
  • FIG. 6 shows a schematic flow chart of the sensor network-based analysis and/or prediction method for protection against natural hazards.
  • the sensor modules 10, 10′, 10′′ of the outdoor sensor network 12 are installed in a deployment area 20 prior to a natural hazard security measure or prior to a planned construction measure.
  • the sensor modules 10, 10′, 10′′ of the outdoor sensor network 12 can be installed in the surroundings of the area of operation 20, for example on the slope 94, to determine a local need for a natural hazard security measure in the environment of the area of operation 20 that has so far been free of natural hazard security measures.
  • the sensor modules 10, 10′, 10′′ of the outdoor sensor network 12 are installed in an application area 20 designed as a structure 24 that has already been erected.
  • the sensor modules 10, 10', 10" of the Outdoor sensor network 12 attached to the building 24, in particular to cables 56 of the building 24.
  • the electronic sensor data of the distributed sensor modules 10, 10', 10'' of the outdoor sensor network 12 are received by the external analysis and/or prediction unit 14.
  • the external analysis and/or prediction unit 14 collects the received sensor data.
  • the received and collected sensor data includes at least outdoor corrosion measurement data, impact sensor data, cable force sensor data, and tropospheric measurement data.
  • the tropospheric measurement data are each geographically assigned to a set of corrosion measurement data, a set of impact sensor data and a set of cable force sensor data.
  • the received and collected sensor data of the outdoor sensor network 12 are stored in the storage unit 16 of the common external analysis and/or prediction unit 14.
  • the received, collected and stored sensor data of the outdoor sensor network 12 are used to determine a natural hazard risk in the respective areas of application 20, 20', 20" of the sensor modules 10, 10', 10" of the outdoor sensor network 12 by the external analysis and / or prediction unit 14 analyzed.
  • the analysis of the sensor data carried out in method step 154 at least one piece of additional information about the respective area of application 20, which is different from the outdoor corrosion measurement data, the impact sensor data, the cable force sensor data and the troposphere measurement data, is also directly included.
  • a natural hazard risk is determined on the basis of the analysis of the sensor data from the outdoor sensor network 12 in conjunction with the additional information about the areas of use 20, 20', 20''.
  • Another piece of information about the area of application 20, which flows directly into the analysis carried out in step 154, can be a strength of wildlife activity and/or anthropogenic activity, such as a Hiker activity, being in a closer vicinity of the operational area 20.
  • Increased wild animal activity and/or increased anthropogenic activity leads to an increase in the natural hazard risk determined in method step 156 .
  • Additional information about the area of use 20, which flows directly into the analysis carried out in the method step 154 can be air quality data from a closer vicinity of the area of use 20.
  • An increased concentration of certain air pollutants leads to an increase in the risk of natural hazards determined in method step 156 .
  • the natural hazard risk determined by the external analysis and/or prediction unit 14 is made available to an authorized group of users 18.
  • the natural hazard risk determined in method step 156 and made available in method step 158 includes a remaining service life of structures 24 determined using the sensor data.
  • the natural hazard risk determined in method step 156 and made available in method step 158 includes a corrosion protection layer removal rate determined using the sensor data of anti-corrosion coated metal parts, for example wire ropes 228.
  • a corrosion classification of a geographic environment of the application area 20, 20', 20", in particular an environment of each sensor module 10 installed in the respective application area 20, is carried out, taking into account the determined corrosion protection layer removal rate. fixed.
  • a mean corrosion protection layer removal rate is determined from the real outdoor corrosion measurement data determined over a long period of time (e.g. at least one month, at least one year or at least two years), which is used to allocate a suitable corrosion class with corrosion classifications assigned standardized corrosion protection layer removal rates (e.g the ISO 12944-1:2019-01 standard).
  • natural hazard risks are determined, which include natural hazard risk forecasts.
  • the natural hazard risk forecasts are created based on sensor data trends determined in the past.
  • the natural hazard risk forecasts are created on the basis of further information about the operational area 20 determined in the past.
  • pattern recognition is carried out using the sensor data and/or the additional information, in which sensor data curves from individual sensors and/or correlations of sensor data curves from different sensors are determined, which indicate an increase or decrease in the risk of natural hazards, for example a risk of falling rocks .
  • method step 162 for example, pattern recognition is carried out based on the impact data from impact sensor 28 and/or based on the cable force sensor data from a cable force sensor 30 in sensor module 10, together with the series of measurements of the troposphere measurement data from sensor module 10 and/or together with the additional information about the operational area 20 is carried out, on the basis of which a natural hazard risk forecast designed as an impact forecast is determined.
  • data mining is carried out on the sensor data collected and stored by analysis and/or prediction unit 14, preferably in conjunction with the additional information about areas of use 20 collected and stored by analysis and/or prediction unit 14.
  • an assessment of the need to implement the natural hazard safeguarding measure in the operational area 20 with the sensor modules 10 installed in method step 182, which was previously free of natural hazard safeguarding measures, is carried out as a function of, in particular in method step 156 , determined natural hazard risk and/or from the natural hazard risk forecast determined in particular in method step 162.
  • a construction measure that has already been planned and includes the installation of a wire mesh 226 and/or a wire rope 228 is assembled as a function of the determined risk of natural hazards.
  • a type of anti-corrosion layer of wire mesh 226 and/or wire rope 228 is selected based on the determined risk of natural hazards, in particular based on the determined anti-corrosion layer removal rate.
  • a thickness of the anti-corrosion layer of the wire mesh 226 and/or the wire rope 228 is selected based on the determined risk of natural hazards, in particular based on the determined anti-corrosion layer removal rate.
  • a wire thickness of the wire mesh 226 and/or the wire rope 228 is selected based on the determined natural hazard risk, in particular based on the determined natural hazard risk forecast (e.g. the expected frequency and/or severity of events).
  • a material of the wire mesh 226 and/or the wire rope 228 is selected based on the determined natural hazard risk, in particular based on the determined natural hazard risk forecast (e.g. the expected frequency and/or severity of events).
  • a size of the wire mesh 226 is selected based on the determined natural hazard risk, in particular based on the determined natural hazard risk forecast (eg the expected locations for events to occur).
  • a mesh size of meshes of the wire mesh 226 is selected based on the natural hazard risk determined, in particular based on the natural hazard risk forecast determined (eg the type of events).
  • a maintenance plan for the operational area 20, preferably for the building 24, is drawn up.
  • the maintenance plan is determined as a function of the remaining service life of the structure 24, in particular certain parts of the structure 24.
  • a maintenance sequence for a plurality of structures 24 arranged separately from one another is defined. The maintenance sequence is determined based on a ranking of the various structures 24 determined by the corrosion state of the structure 24 and/or the remaining service life of the structure 24 .
  • a maintenance date for structure 24 is also set. The maintenance date is determined based on the measured corrosion condition of the structure 24 and/or the measured remaining service life of the structure 24 .
  • the maintenance schedule is flexibly adjusted based on the measured corrosion condition of the structure 24 and/or the measured remaining life of the structure 24 should there be significant changes in these values over time.
  • maintenance personnel are organized on the basis of the determined natural hazard risks of a number of operational areas 20 .
  • the specified maintenance dates are distributed among the maintenance personnel in such a way that the maintenance personnel can be utilized as evenly as possible.
  • the fixed maintenance dates are distributed among the maintenance personnel of different maintenance bases in such a way that the shortest possible total travel time to the structures 24 to be maintained can be achieved.
  • the fixed maintenance dates are distributed among the maintenance personnel in such a way that the maintenance processes to be carried out can be precisely adapted to the individual abilities of the maintenance personnel.
  • maintenance devices are organized on the basis of the determined natural hazard risks of a number of areas of use 20 .
  • Available maintenance devices are distributed over the specified maintenance dates in such a way that the maintenance devices can be utilized as evenly as possible.
  • the available maintenance devices are distributed to the various maintenance bases in such a way that the shortest possible downtime of the maintenance devices, eg for travel to the buildings 24 to be maintained, can be achieved.
  • the individual abilities of the maintenance personnel to operate the respective maintenance devices are taken into account.
  • consumables are organized on the basis of identified natural hazard risks in a number of areas of use 20.
  • an order and/or delivery of consumables is adapted to the specified maintenance dates in such a way that the least possible storage is necessary.
  • an allocation of consumables to maintenance personnel is adapted to the forthcoming maintenance appointments in such a way that the total amount of consumables carried on a maintenance trip can be kept as small as possible.
  • an impact signal indicating an impact of an impact body is detected by at least one impact sensor 28 of a sensor module 10, which is assigned to an application area 20 designed as a rockfall barrier 76.
  • a cable force signal indicating a backfilling event, in particular a debris flow is detected by at least one cable force sensor 30 of a sensor module 10, which is assigned to an application area 20 designed as a debris flow barrier 84.
  • a preferably automated decision is made as to whether a maintenance order or whether an immediate repair is triggered.
  • a maintenance order is triggered. The maintenance order is triggered when the intensity of the impact and/or the backfill event measured by the sensor modules 10 indicates that the rockfall barrier 76 and/or the debris-flow barrier 84 were not severely damaged by the impact and/or the backfill event and/or or damaged only to such an extent that there is still sufficient protection against possible further events.
  • the maintenance order is triggered when the type of impact and/or backfilling event measured by the sensor modules 10, ie for example the course of the sensor data received during the event, suggests that the rockfall barrier 76 and/or the debris flow barrier 84 was damaged by the impact and/or were not severely damaged by the backfilling event and/or were only damaged to such an extent that an adequate protective effect against possible further events still exists.
  • an immediate repair order is triggered.
  • the immediate repair order is triggered when the intensity of the impact and/or the backfilling event measured by the sensor modules 10 indicates that the rockfall barrier 76 and/or the debris-flow barrier 84 was severely damaged by the impact and/or the backfilling event and/or or damaged to such an extent that there is no longer sufficient protection against possible further events.
  • the immediate repair order is triggered when the type of impact and/or backfilling event measured by the sensor modules 10, i.e. for example the course of the sensor data received during the event, suggests that the rockfall barrier 76 and/or the debris flow barrier 84 has been damaged by the impact and/or were severely damaged by the backfilling event and/or were damaged to such an extent that there is no longer adequate protection against possible further events.
  • step 180 which can be used in particular to support the decision-making process of method step 174 or which can also be carried out at any other point in time, use of drone 34 is triggered by a result and/or by a value of the natural hazard risk determined .
  • the drone 34 is designed as a maintenance drone or as a reconnaissance drone.
  • a preferably automated decision is made, in particular by the analysis and/or prediction unit 14, to initiate the use of drones or not.
  • a corrosion map displaying corrosion data which includes at least area of use 20, is created.
  • the location coordinates of the respective sensor modules 10 installed in the area of use 20 are included as further information about the area of use 20 .
  • the corrosion map shows a distribution of the corrosion data, in particular the corrosion strengths, over a geographical extent of the area of use 20 and/or over an extent of a building 24 forming the area of use 20 .
  • the corrosion map is transferred to a Building Information Modeling (BIM) system of a deployment area 20, for example designed as a natural hazard defense installation 32.
  • BIM Building Information Modeling
  • an optimization, in particular local, of the operational area 20, which is designed as a natural hazard defense installation 32, for example, is carried out.
  • a part of a rockfall barrier 76 or an embankment protection 82 or the like is reinforced.
  • the part of the rockfall barrier 76, the embankment protection 82 or the like is secured with a wire net 226 and/or a wire rope 228 equipped with increased tensile strength, increased thickness of anti-corrosion coating, increased wire thickness, etc.
  • the corrosion map is filled with simulated corrosion data beyond a surrounding area of the application area 20, ie in particular in an area without sensor modules 10, 10', 10'' of the outdoor sensor network 12.
  • the corrosion data in the areas of the corrosion map that go beyond the area surrounding the area of use 20, i.e. that are in particular free of sensor modules 10, 10 ', 10 "of the outdoor sensor network 12, on the basis of sensor data from sensor modules 10 , 10′, 10′′ are determined in neighboring areas of use 20′.
  • the corrosion data in the areas of the corrosion map that go beyond the area surrounding the area of use 20, ie which are in particular free of sensor modules 10, 10′, 10′′ of the outdoor sensor network 12, are based on sensor data determined by sensor modules 10, 10′, 10′′ in geographically and/or climatologically similar areas of use 20′′.
  • step 208 the raw measurement data from the sensors of the sensor module 10 are recorded.
  • method step 208 raw measurement data from external sensors coupled to sensor module 10, for example from external camera 46, are also recorded.
  • the raw measurement data are analyzed by the pre-analysis unit 64 inside the sensor module using data processing technology.
  • the pre-analysis unit 64 independently selects which part of the raw measurement data is to be sent to the analysis and/or prediction unit 14.
  • sub-method step 212 a decision is made for each raw measurement data point and/or for each raw measurement data set whether this raw measurement data point and/or is sent to the analysis and/or prediction unit 14 with each raw measurement data set.
  • a transmission interval in which the communication unit 42 establishes a data transmission connection with the analysis and/or prediction unit 14 is determined on the basis of the analysis of the raw measurement data.
  • a measurement interval of one or more of the sensors of the sensor module 10 is defined based on the analysis of the raw measurement data.
  • a duration of standby phases of one or more of the sensors of the sensor module 10 is determined based on the analysis of the raw measurement data.
  • an analysis of the images from the external camera 46 within the sensor module is used to determine whether or not the respective images are transmitted to the analysis and/or prediction unit 14 .
  • newly recorded images are compared with reference images, for example with previously recorded images of the same image section. In this case, if a new image deviates significantly from the reference image, the new image is transmitted to the analysis and/or prediction unit 14 . In this case, if a new image from the reference image essentially matches, the new image is not transmitted to the analysis and/or prediction unit 14 .

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Abstract

Sensornetzwerkbasiertes Analyse- und/oder Vorhersag everfahren und Fernüberwachungssensorvorrichtung Es wird ein sensornetzwerkbasiertes Analyse- und/oder Vorhersageverfahren zu einem Schutz vor Naturgefahren vorgeschlagen, umfassend zumindest die Verfahrensschritte: Empfangen und Sammeln von elektronischen Sensordaten von verteilt angeordneten Sensormodulen eines Outdoor-Sensornetzwerks in einer externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, wobei die Sensordaten zumindest Outdoor-Korrosionsmessdaten, Einschlagssensordaten und/oder Seilkraft-Sensordaten umfassen, wobei die Sensordaten zumindest Troposphären-Messdaten umfassen, und wobei jedem Outdoor-Korrosionsmessdatensatz zumindest ein Troposphären-Messdatensatz zugeordnet ist; Abspeichern der empfangenen Sensordaten des Outdoor-Sensornetzwerks in einer Speichereinheit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit; Analysieren der empfangenen Sensordaten des Outdoor-Sensornetzwerks zur Ermittlung eines Naturgefahrenrisikos in jeweiligen Einsatzgebieten der Sensormodule des Outdoor-Sensornetzwerks durch die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, wobei in die Analyse zur Ermittlung des Naturgefahrenrisikos zumindest eine, von den Outdoor-Korrosionsmessdaten und den Troposphären-Messdaten verschiedene, weitere Information über das Einsatzgebiet direkt mit einfließt; und Bereitstellen des von der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit ermittelten Naturgefahrenrisikos an einen Nutzerkreis.

Description

Sensornetzwerkbasiertes Analyse- und/oder
Vorhersageverfahren und Fernüberwachungssensorvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach dem Anspruch 1 , eine Fernüberwachungssensorvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21 , ein Outdoor-Sensornetzwerk nach dem Anspruch 43 und ein Bauwerk nach dem Anspruch 44.
Sensornetzwerke, die u.a. Korrosionsfortschritte im Inneren von Bauwerken, z.B. in Pipelines, siehe US 7,526,944 B2, oder in Stahlbeton, siehe US 8,886,468 B1 , überwachen, sind bereits vorgeschlagen worden. Im Bereich der Naturgefahrenabwehr wird das wichtige Thema Korrosion bisher nur unzureichend beachtet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein gattungsgemäßes Verfahren und/oder eine gattungsgemäße Vorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Naturgefahrenabwehr und/oder eines Schutzes vor Naturgefahren bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 , 21 , 43 und 44 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Es wird ein sensornetzwerkbasiertes Analyse- und/oder Vorhersageverfahren zu einem Schutz vor Naturgefahren vorgeschlagen, welche zumindest die folgenden Verfahrensschritte umfasst: - Empfangen und Sammeln von elektronischen Sensordaten von verteilt angeordneten Sensormodulen eines Outdoor-Sensornetzwerks in einer externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, wobei die Sensordaten zumindest Outdoor-Korrosionsmessdaten und/oder Seilkraft-Sensordaten umfassen, wobei die Sensordaten zumindest Troposphären-Messdaten umfassen, und wobei jedem Outdoor-Korrosionsmessdatensatz zumindest ein Troposphären- Messdatensatz, insbesondere geographisch, zugeordnet ist,
- Abspeichern der empfangenen Sensordaten des Outdoor- Sensornetzwerks in einer, insbesondere zentralen oder verteilt angeordneten, Speichereinheit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, z.B. in einem, insbesondere zentralen oder verteilt angeordneten, elektronischen (flüchtigen oder nichtflüchtigen) Datenspeichermedium der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit oder in einem, insbesondere zentralen oder verteilt angeordneten, magnetischen Speichermedium der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit,
- Analysieren der empfangenen, und insbesondere abgespeicherten, Sensordaten des Outdoor-Sensornetzwerks zur Ermittlung eines Naturgefahrenrisikos in jeweiligen Einsatzgebieten der Sensormodule des Outdoor-Sensornetzwerks durch die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, wobei in die Analyse zur Ermittlung des Naturgefahrenrisikos zumindest eine, von den Outdoor-Korrosionsmessdaten und den Troposphären- Messdaten verschiedene, weitere Information über das Einsatzgebiet direkt mit einfließt und
- Bereitstellen des von der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit ermittelten Naturgefahrenrisikos an einen, insbesondere autorisierten, Nutzerkreis.
Dadurch können vorteilhaft umfassende und/oder aussagekräftige Informationen zu Naturgefahrenrisiken, insbesondere an einem oder mehreren Einsatzgebieten, erhalten werden, verarbeitet werden und/oder in Handlungen und/oder Handlungsanweisungen umgesetzt werden. Vorteilhaft kann durch ein Outdoor- Sensornetzwerk, welches insbesondere zudem Daten verschiedener Sensortypen sammelt, eine besonders genaue und zuverlässige Aufnahme und/oder Überwachung eines oder mehrerer Einsatzgebiete ermöglicht werden. In einem sensornetzwerkbasierten Analyse- und/oder Vorhersageverfahren werden insbesondere die gesammelten Daten der verteilt angeordneten Sensormodule gemeinsam, vorzugsweise automatisiert und/oder rechnergestützt, analysiert. In dem sensornetzwerkbasierten Analyse- und/oder Vorhersageverfahren werden insbesondere anhand der Analyse der gesammelten Daten der verteilt angeordneten Sensormodule Prognosen für eine zukünftige Entwicklung der Sensordaten oder der überwachten Einsatzgebiete allgemein erstellt.
Unter „Naturgefahren“ sollen insbesondere geophysikalische Naturgefahren verstanden werden. Unter Naturgefahren sollen insbesondere natürliche, vorzugsweise geologische, physikalische und/oder geophysikalische, Phänomene verstanden werden, welche sich negativ auf Menschen, Tiere oder Bauwerke auswirken können. Beispielsweise kann u.a. ein Steinschlag, ein Hangrutsch, ein Murgang, eine Lawine, eine Erosion, aber auch ein, eine Stabilität eines Bauwerks beeinflussender natürlicher Prozess, wie beispielsweise eine Korrosion, insbesondere eine atmosphärische Korrosion, zumindest eines Teils des Bauwerks oder auch lediglich ein (atmosphärisches) Korrosionspotential in einem bestimmten Bereich eine Naturgefahr darstellen. Ein „Naturgefahrenrisiko“ kann in diesem Zusammenhang beispielsweise eine Risikoabschätzung für ein Eintreten eines der vorgenannten Phänomene, insbesondere vor einer Installation einer Abwehrmaßnahme oder bei einem Vorhandensein einer Naturgefahren- Abwehrmaßnahme, eine Risikoabschätzung anhand eines Zustands einer Naturgefahren-Abwehrmaßnahme und/oder eines Bauwerks oder eine Risikoprognose, beispielsweise eine Prognose über eine Lebensdauer einer Naturgefahren-Abwehrmaßnahme und/oder eines Bauwerks, sein. Vorzugsweise soll unter einem „Naturgefahrenrisiko“ ein Korrosionsrisiko, ein Steinschlagrisiko und/oder ein Risiko für ein Auftreten einer Hangrutschung verstanden werden. Unter einem „Outdoor-Sensornetzwerk“ soll insbesondere ein Sensornetzwerk verstanden werden, welches (ausschließlich) ausgelagerte, vorzugsweise außerhalb von Gebäuden oder anderen Umschließungen wie Pipelines oder dergleichen angeordnete, bevorzugt einer offenen Atmosphäre (Außenatmosphäre) ausgesetzte Sensormodule umfasst. Insbesondere soll unter einem „Outdoor-Sensornetzwerk“ ein Freiluft-Sensornetzwerk und/oder ein der Außenatmosphäre ausgesetztes und die Außenatmosphäre oder von der Außenatmosphäre hervorgerufene Effekte vermessendes Sensornetzwerk verstanden werden. Unter einer „externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit“ soll insbesondere eine Datenverarbeitungseinheit oder ein Datenverarbeitungsnetzwerk, beispielsweise ein Rechner oder ein Rechnernetzwerk (z.B. eine Cloud) mit zumindest einem Prozessor, zumindest einer Speichereinheit (RAM, ROM, etc.) und zumindest einem von dem Prozessor aus der Speichereinheit aufrufbaren Betriebsprogramm verstanden werden. Insbesondere ist die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit zumindest teilweise getrennt von Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks ausgebildet. Insbesondere ist die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit von den Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks entfernt, vorzugsweise zumindest mehr als einen Kilometer entfernt. Insbesondere ist die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit dazu vorgesehen, Sensordaten von verschiedenen Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks, vorzugsweise von verschiedenen Einsatzgebieten zugeordneten Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks, zu empfangen, zu sammeln, zu analysieren und/oder bereitzustellen. Beispielsweise ist die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit als ein zentrales Rechenzentrum oder als ein verteilt angeordnetes Rechennetzwerk (Stichwort „cloud computing“) ausgebildet, welches Daten eines über die ganze Welt verteilt angeordneten Outdoor-Sensornetzwerks oder Daten von mehreren über die ganze Welt angeordneten Outdoor-Sensornetzwerken empfängt, sammelt, analysiert und/oder bereitstellt. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die von den Sensormodulen gemessenen elektronischen Sensordaten des Outdoor-Sensornetzwerks drahtlos zu empfangen. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die empfangenen Sensordaten in der (zentralen oder verteilt angeordneten) Speichereinheit abzuspeichern. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, Rohsensordaten und/oder bereits innerhalb der Sensormodule voranalysierte Sensordaten zu empfangen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Unter „Outdoor-Korrosionsmessdaten“ sollen insbesondere Messdaten, die auf eine durch die Außenatmosphäre hervorgerufene Korrosion rückschließen lassen, verstanden werden. Unter den „Outdoor-Korrosionsmessdaten“ sollen insbesondere Freiluft-Korrosionsmessdaten verstanden werden. Beispielsweise werden die „Outdoor-Korrosionsmessdaten“ über eine Messung eines Korrosionsstroms, welcher beispielsweise von einer durch die Außenatmosphäre hervorgerufenen Korrosion einer Messvorrichtung erzeugt wird, gemessen. Insbesondere werden die Outdoor-Korrosionsmessdaten von einem Outdoor- Korrosionssensor, insbesondere von einem Freiluft-Korrosionssensor, des Sensormoduls gemessen. Unter „Seilkraft-Sensordaten“ sollen insbesondere Messdaten, die auf zumindest eine an einem Seil, insbesondere einem Drahtseil, eines Bauwerks, insbesondere eines Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks, anliegende, insbesondere ziehende, Seilkraft schließen lassen, verstanden werden. Die Seilkraft-Sensordaten können insbesondere zu einer Detektion eines Einschlags in das Bauwerk, einer Einschlagstärke des Einschlags in das Bauwerk, eines Füllzustands des Bauwerks (Stichwort „Murgangbarriere“) oder dergleichen vorgesehen sein. Unter „Einschlagssensordaten“ sollen insbesondere Messdaten, die auf zumindest einen Einschlag eines Einschlagkörpers in ein Bauwerk, insbesondere in ein Abfangbauwerk schließen lassen, verstanden werden. Es ist denkbar, dass die Einschlagssensordaten auf Basis desselben Messignals wie die Seilkraft-Sensordaten ermittelt werden. Unter „Troposphären-Messdaten“ sollen insbesondere Messdaten, die auf zumindest einen Parameter der, insbesondere das Sensormodul umgebenden, Troposphäre rückschließen lassen, verstanden werden. Die „Troposphären-Messdaten“ können beispielsweise Temperaturdaten, Luftfeuchtigkeitsdaten, Regenmengendaten, Sonneneinstrahlungsdaten, Windgeschwindigkeitsdaten, Windrichtungsdaten, Luftdruckdaten, Taupunktdaten, o. dgl. und/oder auch Luftverschmutzungsdaten, Spurengasmessdaten (z.B. Schwefel o.ä. in vulkanischen Gebieten), Ozonmessdaten, Aerosolkonzentrationsmessdaten, Aerosolzusammensetzungsmessdaten, OH- Messdaten, pH-Wert-Messdaten, Salzkonzentrationsmessdaten, o. dgl. sein. Vorzugsweise umfasst ein Troposphären-Messdatensatz, insbesondere eines Sensormoduls, zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei und besonders bevorzugt mehr als drei unterschiedliche Typen von Troposphären-Messdaten auf einmal. Unter „verteilt angeordnet“ soll insbesondere über ein Einsatzgebiet verteilt angeordnet und/oder über mehrere Einsatzgebiete verteilt angeordnet verstanden werden.
Darunter, dass einem Outdoor-Korrosionsmessdatensatz ein Troposphären- Messdatensatz zugeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass der Outdoor-Korrosionsmessdatensatz und der Troposphären-Messdatensatz in einem logischen Zusammenhang miteinander stehen. Vorzugsweise ist dem Outdoor-Korrosionsmessdatensatz der Troposphären-Messdatensatz geographisch zugeordnet, insbesondere derart geographisch zugeordnet, dass beide Messdatensätze in großer Nähe zueinander aufgezeichnet werden, z.B. in einem Abstand von höchstens 10 cm, vorzugsweise höchstens 25 cm, vorteilhaft höchstens 1 m, bevorzugt höchstens 10 m und besonders bevorzugt höchstens 100 m. Unter dem Begriff „Einsatzgebiet“ soll insbesondere ein Bauwerk, ein Bauwerkensemble, eine Naturgefahren-Abwehrmaßnahme und/oder ein Ort, wie z.B. ein Hang o. dgl. verstanden werden. Die „weitere Information über das Einsatzgebiet“ kann eine beliebige von den Outdoor-Korrosionsmessdaten und den Troposphären-Messdaten verschiedene Information sein, unter anderem beispielsweise ein weiterer Messdatensatz oder aber auch eine Eigenschaft eines Bauwerks und/oder einer Naturgefahren-Abwehrmaßnahme, wie z.B. eine Dicke einer Korrosionsschutzbeschichtung eines Teils des Bauwerks, eine Art des Bauwerks und/oder der Naturgefahren-Abwehrmaßnahme oder aber auch eine lokale Topographie sein. Das ermittelte Naturgefahrenrisiko wird insbesondere in elektronischer Form dem Nutzerkreis zur Verfügung gestellt, beispielsweise in Form einer elektronischen Nachricht oder in Form eines Abrufs über ein Portal, wie z.B. ein Internetportal. Bevorzugt besitzen die Personen des autorisierten Nutzerkreises eine Berechtigung, auf ein Portal zuzugreifen, in welchem die ermittelten Naturgefahrenrisiken in einer, beispielsweise graphisch, voraufbereiteten Form dargestellt sind. Alternativ ist selbstverständlich auch denkbar, dass keine gesonderte Autorisierung notwendig ist und zumindest ein Teil der bereitgestellten Daten offen verfügbar sind. Insbesondere ist denkbar, dass basierend auf den ermittelten Naturgefahrenrisiken Warnungen und/oder Alarmierungen an den, insbesondere autorisierten, Nutzerkreis ausgegeben werden. Dazu führt die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit beispielsweise eine, insbesondere intelligente und/oder automatisierte, Bewertung der ermittelten Naturgefahrenrisiken durch und alarmiert und/oder warnt den Nutzerkreis bei einer Erkennung eines kritischen Zustands selbsttätig. Entsprechende Beispiele wären, wenn die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit anhand der analysierten Sensordaten feststellt, dass ein Einschlag in ein Bauwerk stattgefunden hat oder dass ein Korrosionszustand eines Bauwerks eine, insbesondere vorgebbare, Toleranzschwelle überschritten hat.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest eines der Einsatzgebiete ein, atmosphärischer Korrosion ausgesetzte Metallteile, insbesondere außenliegende Metalldrähte und/oder Metalldrahtseile, vorzugsweise außenliegende korrosionsschutzbeschichtete (Zink, ZnAI, Kunststoff, etc.) Stahldrähte und/oder Edelstahldrähte, umfassendes Bauwerk ist, und dass das dem Nutzerkreis bereitgestellte Naturgefahrenrisiko eine anhand der Sensordaten ermittelte Restlebensdauer des Bauwerks umfasst. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Planung von Wartung, Renovierung, Neubau, etc. des Bauwerks optimiert werden. Vorteilhaft kann ein Wartungsplan und/oder ein Renovierungsplan des Bauwerks organisiert werden. Vorteilhaft kann zudem ein umfassender Wartungsplan, welcher Wartungen mehrerer, an unterschiedlichen Orten lokalisierter Bauwerke beinhaltet, optimiert werden. Beispielsweise können Routen und/oder Einsatzzeiten von Wartungsfahrzeugen und/oder Wartungspersonal durch eine geeignete Wartungsabfolge der verschiedenen Bauwerke optimiert werden. Außerdem kann dadurch vorteilhaft Wartungs- und/oder Verbrauchsmaterial, beispielsweise Ersatzteile, zeitoptimiert geordert werden. Dadurch kann vorteilhaft ein Aufwand für eine Lagerhaltung und/oder ein Umfang einer Lagerhaltung reduziert werden. Das Bauwerk ist insbesondere als eine Abfangvorrichtung, insbesondere ein Abfangbauwerk, beispielsweise eine Steinschlagbarriere, eine Murgangbarriere, eine Lawinenbarriere, ein Steinschlagvorhang, ein Attenuator, etc., als eine Stabilisierungsvorrichtung, insbesondere ein Stabilisierungsbauwerk, beispielsweise eine Böschungssicherung, eine Lawinensicherung, etc., oder als ein weiteres, Seil- und/oder Drahtkonstruktionen beinhaltendes, Bauwerk wie eine Hängebrücke, z.B. eine Fußgängerhängebrücke, eine Dachkonstruktion, z.B. eine Stadion-Dachkonstruktion, eine Glasfassade, eine Mastabspannung, eine Windradabspannung, etc. ausgebildet.
Die Restlebensdauer ist insbesondere als ein Restlebensdauer-Parameter ausgebildet. Der Restlebensdauer-Parameter ist insbesondere als eine (ungefähre) Zeitangabe ausgebildet, welche basierend auf den Sensordaten, vorzugsweise basierend zumindest auf den Outdoor-Korrosionsmessdaten und den Troposphären-Messdaten, berechnet ist. Beispielsweise gibt der Restlebensdauer-Parameter die Restlebensdauer des Bauwerks als eine verbleibende Anzahl an Jahren, Monaten und/oder Tagen an. Alternativ gibt der Restlebensdauer-Parameter die Restlebensdauer des Bauwerks als ein Zieldatum (jahresgenau, monatsgenau oder tagesgenau) an. Alternativ kann der Restlebensdauer-Parameter zudem als eine Prozentzahl ausgebildet sein, welche z.B. einen Anteil einer verbliebenen Restschichtdicke einer Korrosionsschutzbeschichtung, einen Anteil einer Schichtdicke einer Korrosionsschutzbeschichtung, die bereits abgetragen ist, einen verbleibenden Anteil an einer vorausberechneten Gesamtlebensdauer oder dergleichen anzeigt. Insbesondere fließt in diesem Fall zur Berechnung der Restlebensdauer als die weitere Information über das Einsatzgebiet zumindest die Dicke, insbesondere eine Ausgangsdicke, der Korrosionsschutzschicht des überwachten Metallteils des Bauwerks ein. Alternativ kann der Restlebensdauer-Parameter außerdem als eine Prozentzahl ausgebildet sein, welche z.B. einen Anteil einer Füllung einer Barriere (bereits gefüllter Anteil oder noch zur Verfügung stehender Anteil), z.B. einer Murgangbarriere, anzeigt. Insbesondere fließt in diesem Fall zur Berechnung der Restlebensdauer als die weitere Information über das Einsatzgebiet zumindest ein gemessener Füllhöhenparameter der Barriere, z.B. eine an einem Abspannseil der Barriere anliegende Seilkraft, ein. Zudem ist denkbar, dass in beiden Fällen zur Berechnung der Restlebensdauer als die weitere Information über das Einsatzgebiet zumindest eine Klimaprognose, beispielsweise eine auf in der Vergangenheit gemessenen Witterungsdaten basierende Klimaprognose und/oder eine auf für die Zukunft, insbesondere unter Berücksichtigung eines lokalen und/oder globalen Klimawandels, erwarteten Witterungsdaten basierende Klimaprognose, mit einfließt. Insbesondere wird dem Nutzerkreis die ermittelte Restlebensdauer, beispielsweise durch eine, vorzugsweise über einen Internetzugang verfügende, elektronische Anzeigeeinheit, vorzugsweise weltweit, bereitgestellt.
Wenn das bereitgestellte Naturgefahrenrisiko eine anhand der Sensordaten ermittelte, insbesondere normierte, Korrosionsschutzschicht-Abtragrate, insbesondere Zinkschutzschicht-Abtragrate, von korrosionsschutzbeschichteten, insbesondere zinkbeschichteten, Metallteilen umfasst, kann vorteilhaft auf besonders einfache Weise eine verbleibende Lebensdauer von mit einer Korrosionsschutzschicht beschichteten Bauteilen geschlossen werden. Insbesondere kann aus einer Abtragrate für ein bestimmtes Material, z.B. Zink, auf eine Abtragrate anderer Materialien rückgeschlossen werden, wodurch vorteilhaft eine hohe Einsatzflexibilität erreicht werden kann. Unter einer „normierten Korrosionsschutzschicht-Abtragrate“ soll insbesondere eine Korrosionsschutzschicht-Abtragrate verstanden werden, welche auf verschiedene Arten von Korrosionsschutzschichten umrechenbar ist. Arten von Korrosionsschutzschichten können insbesondere Zinkbeschichtungen, ZnAI- Beschichtungen, ZnAIMn-Beschichtungen, PET-Mäntel, PVC-Mäntel, etc. sein. Insbesondere ist die Korrosionsschutzschicht-Abtragrate auch auf Edelstahl- Korrosionsraten umrechenbar.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das bereitgestellte Naturgefahrenrisiko eine anhand der Sensordaten ermittelte Seilkraftänderung in einem, eine Murgangbarriere, eine Lawinenverbauung, einer Steinschlagbarriere und/oder ein weiteres Bauwerk, welches sich insbesondere langsam Verfällen kann, abspannenden Seil umfasst. Dadurch kann vorteilhaft ein, eine Restlebensdauer der Murgangbarriere, Lawinenverbauung, der Steinschlagbarriere und/oder des weiteren Bauwerks bestimmender Füllstand der Murgangbarriere, der Lawinenverbauung, der Steinschlagbarriere und/oder des weiteren Bauwerks ermittelt werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass unter Einbeziehung der ermittelten Korrosionsschutzschicht-Abtragrate eine Korrosionsklassifizierung einer geographischen Umgebung des Einsatzgebiets festgelegt wird. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders exakte und/oder zuverlässige Korrosionsklassifizierung der geographischen Umgebung des Einsatzgebiets erreicht werden. Vorteilhaft kann, insbesondere im Gegensatz zu den weitverbreiteten nur auf geographischen und/oder klimatologischen Randbedingungen basierenden Korrosionsklassifizierungen, eine auf realen Korrosionsmessungen basierende Korrosionsklassifizierung ermöglicht werden. Insbesondere erfolgt die Korrosionsklassifizierung anhand der Kategorien C1 bis CXaus der Norm DIN EN ISO 12944-1 :2019-01 . Insbesondere wird der Umgebung des Einsatzgebiets anhand der Höhe der ermittelten Korrosionsschutzschicht-Abtragrate eine Korrosionsklasse zugeordnet.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Einsatzgebiet, insbesondere an zumindest einem bisher ungesicherten Ort, die Sensormodule des Outdoor-Sensornetzwerks im Vorfeld einer Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme installiert werden, und dass anschließend eine Bewertung einer Notwendigkeit einer Durchführung der Naturgefahren-Sicherungsmaßnahme in Abhängigkeit von dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird. Dadurch kann vorteilhaft eine Abschätzung einer Notwendigkeit für eine Naturgefahren-Sicherungsmaßnahme an einem bestimmten Ort ermittelt werden. Dadurch kann vorteilhaft eine generelle Ressourcennutzung für die Naturgefahrenabwehr optimiert werden. Vorteilhaft kann eine Sicherheit erhöht werden, insbesondere indem Naturgefahren-Sicherungsmaßnahmen effizient platziert werden können. Vorteilhaft kann ein Expertentool geschaffen werden, welches eine Entscheidungsfindung für oder gegen eine Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme wesentlich erleichtert. Insbesondere wird aus den von den Sensormodulen, vorzugsweise über einen aussagekräftigen Zeitraum (z.B. über zumindest ein Jahr oder über zumindest zwei Jahre), gesammelten Sensordaten (z.B. den Troposphären-Sensordaten) eine Wahrscheinlichkeit für ein Eintreten eines eine Naturgefahr darstellenden Phänomens, beispielsweise eines Steinschlags, eines Murgangs, eines Hangrutsches, einer Erosion, etc., berechnet. Insbesondere wird die berechnete Wahrscheinlichkeit einem Entscheidungsträger umfassenden Nutzerkreis zu einer Abwägung für die oder wider der Naturgefahren-Sicherungsmaßnahme bereitgestellt. Insbesondere umfasst die Bewertung der Notwendigkeit der Durchführung der Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme eine Angabe einer Wahrscheinlichkeit für ein Eintreten des die Naturgefahr darstellenden Phänomens innerhalb einer Zeitspanne, beispielsweise innerhalb einer durchschnittlichen Lebensdauer der Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme. Insbesondere kann die Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme eines oder mehrere der vorgenannten Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerke umfassen. Zudem ist denkbar, dass die Bewertung der Notwendigkeit der Durchführung der Naturgefahren-Sicherungsmaßnahme eine Risikokategorisierung umfasst (z.B. umfassend zumindest die Kategorien „hohes Risiko“, „moderates Risiko“, „geringes Risiko“).
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Einsatzgebiet die Sensormodule des Outdoor-Sensornetzwerks im Vorfeld einer geplanten Baumaßnahme installiert werden, und dass anschließend eine Konfektionierung der geplanten Baumaßnahme in Abhängigkeit von dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine passende Konfektionierung des Bauwerks, insbesondere eines der vorgenannten Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerke, erzielt werden. Unter einer „Konfektionierung der geplanten Baumaßnahme“ soll insbesondere eine Auslegung, vorzugsweise der Stärke, der Widerstandsfähigkeit, usw., des in der Baumaßnahme zu errichtenden Bauwerks, verstanden werden. Beispielsweise kann eine Abfangkapazität einer Steinschlagbarriere an Größen und/oder Häufigkeiten von zu erwartenden Steinschlagereignissen angepasst werden. Beispielsweise kann eine Verankerung einer Böschungssicherung an zu erwartende Erosionsstärken angepasst werden.
Wenn die Baumaßnahme eine Installation eines Drahtnetzes und/oder eines Drahtseils umfasst, wobei eine Auswahl einer Art und/oder einer Dicke einer Korrosionsschutzschicht des Drahtnetzes und/oder des Drahtseils basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird, kann vorteilhaft ein optimaler Korrosionsschutz und damit eine optimale und/oder möglichst hohe Lebensdauer der Installation erreicht werden. Unter einer „Art einer Korrosionsschutzschicht“ soll insbesondere ein Material und/oder eine Zusammensetzung der Korrosionsschutzschicht verstanden werden (für Beispiele siehe weiter oben im Text). Insbesondere wird in stark korrosiven Umgebungen, z.B. in feuchtem Klima und/oder in Meeresnähe, eine widerstandsfähigere Korrosionsschutzschicht (z.B. ZnAI) oder ein anderweitiger widerstandsfähigerer Korrosionsschutz (z.B. Edelstahldrähte) gegenüber einer weniger widerstandsfähigeren Korrosionsschutzschicht (z.B. Zn) bevorzugt werden. Insbesondere wird in stark korrosiven Umgebungen, z.B. in feuchtem Klima und/oder in Meeresnähe, ein Draht mit einer dickeren Korrosionsschutzschicht (z.B. mehr als 150 g/m2) gegenüber einem Draht mit einer dünneren Korrosionsschutzschicht (z.B. weniger als 150 g/m2) bevorzugt werden. Insbesondere wird in weniger korrosiven Umgebungen, z.B. in trockenen Wüstenregionen, ein wesentlich günstigerer Draht mit einer vergleichsweise dünnen Korrosionsschutzschicht ausreichend sein. Insbesondere wird eine auf Basis der Sensordaten berechnete Konfektionierung einem, insbesondere Bauplaner umfassenden, Nutzerkreis zu einer Unterstützung der Planung und/oder Auslegung der Baumaßnahme bereitgestellt. Insbesondere wird eine auf Basis der Sensordaten berechnete Empfehlung hinsichtlich der Art und/oder der Dicke der Korrosionsschutzschicht einem, insbesondere Bauplaner umfassenden, Nutzerkreis zu einer Unterstützung der Planung und/oder Auslegung der Baumaßnahme bereitgestellt.
Wenn zudem eine Auswahl einer Drahtdicke und/oder eines Materials des Drahtnetzes und/oder des Drahtseils basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird und/oder wenn zudem eine Auswahl einer Größe, insbesondere Gesamterstreckungsgröße, des Drahtnetzes und/oder einer Maschengröße von Maschen des Drahtnetzes basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird, kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch ein Schutz präzise auf zu erwartende Stärken und/oder Intensitäten von Naturgefahren abgestimmt werden. Vorteilhaft kann eine hohe Kosteneffizienz und/oder Lebensdauer erreicht werden. Denkbare auswählbare (Mindest-) Drahtdicken sind beispielsweise u.a. 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm oder 7 mm. Denkbare auswählbare Materialien sind u.a. Stahl, hochfester Stahl (d.h. insbesondere Stahl mit einer Nennzugfestigkeit von 800 N/mm2 oder mehr) oder Edelstahl. Insbesondere kann eine Zugfestigkeit des Drahtnetzes und/oder des Drahtseils, insbesondere des Stahldrahtnetzes und/oder des Stahldrahtseils, basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen werden. Denkbare Mindestnennzugfestigkeiten von auswählbaren Stahldrähten sind beispielsweise u.a. 400 N/mm2, 800 N/mm2, 1000 N/mm2, 1770 N/mm2, 2200 N/mm2 oder 3000 N/mm2. Eine Größe des Drahtnetzes wird insbesondere in Abhängigkeit von einer ermittelten Größe eines mit Hilfe der Sensormodule bestimmten Gefahrenbereichs festgelegt. Beispielsweise wird anhand der Sensordaten ermittelt, in welchem Gefällebereich an einem bestimmten Standort eine Absicherung des Geländes mittels eines Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks erforderlich ist. Insbesondere wird eine auf Basis der Sensordaten berechnete Empfehlung hinsichtlich der Drahtdicke, des Drahtmaterials, der Größe des Drahtnetzes, der genauen Lage des Drahtnetzes und/oder der Maschengröße der Maschen des Drahtnetzes einem, insbesondere Bauplaner umfassenden, Nutzerkreis zu einer Unterstützung der Planung und/oder Auslegung der Baumaßnahme bereitgestellt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die weitere Information über das Einsatzgebiet zumindest die Ortskoordinaten der jeweiligen in dem Einsatzgebiet installierten Sensormodule umfasst, und dass unter Einbeziehung dieser Ortskoordinaten ein Naturgefahrenrisiko ermittelt wird, welches als eine Korrosionsdaten, z.B. Korrosionsklassifizierungen, Korrosionsstärkewerte, Korrosionsschutzschicht-Abtragraten, etc., anzeigende Korrosionskarte zumindest des Einsatzgebiets und/oder der näheren Umgebung des Einsatzgebiets ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine detaillierte Erfassung einer, insbesondere zumindest lokalen, Korrosivität des Einsatzgebiets und/oder der Umgebung des Einsatzgebiets erhalten werden. Vorteilhaft können dadurch auch kleinräumige lokale Unterschiede (z.B. durch eine Lage innerhalb oder außerhalb eines Regenschattens, durch eine Lage in einem Bereich innerhalb oder außerhalb einer hohen Sonneneinstrahlungsintensität oder durch eine Lage in einem Gischtbereich eines Wasserfalls oder einer Meeresbrandung, etc.) in der Korrosivität sichtbar gemacht werden. Insbesondere werden die einem Sensormodul zugeordneten Ortskoordinaten bei einer Installation des Sensormoduls ermittelt und/oder auf das Sensormodul aufgespielt. Alternativ ist denkbar, dass das Sensormodul selbst über eine GPS-Funktionalität verfügt. Die Korrosionskarte ist insbesondere als eine, eine Kombination von Geodäten und mit Ortskoordinaten verknüpften Korrosionsdaten umfassende Kartendarstellung ausgebildet. Insbesondere wird die auf Basis der Sensordaten berechnete Korrosionskarte dem Nutzerkreis, beispielsweise zu einer Unterstützung der Planung und/oder Auslegung von Baumaßnahmen, bereitgestellt. Insbesondere umfasst die Korrosionskarte, vorzugsweise die dem Nutzerkreis bereitgestellte Darstellung der Korrosionskarte, eine Überlagerung einer Landkarte, z.B. einer politischen Landkarte, einer topographischen Landkarte und/oder einer geologischen Landkarte oder dergleichen mit ortsaufgelösten, insbesondere gemessenen, interpolierten und/oder simulierten, Korrosionsdaten und/oder Korrosionsklassifizierungen.
Wenn die Korrosionskarte in ein Building Information Modeling (BIM)-System, insbesondere eines als Naturgefahrabwehrinstallation ausgebildeten Einsatzgebiets, vorzugsweise eines Bauwerks, bevorzugt eines Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks, übernommen wird, kann vorteilhaft eine besonders effektive, einfache und übersichtliche Bewirtschaftung des Einsatzgebiets, insbesondere des Bauwerks, ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine Liegenschaftsverwaltung, insbesondere ein Facilitymanagement, verbessert werden. Vorteilhaft können, beispielsweise hinsichtlich eines Verschleißes, z.B. durch Korrosion, kritische Stellen deutlich und benutzerfreundlich erkennbar gemacht werden. Insbesondere umfasst das BIM-System ein virtuelles geometrisch visualisiertes Modell des Einsatzgebiets, insbesondere des Bauwerks, welchem vorzugsweise die Korrosionskarte überlagert ist. Dadurch kann direkt erkannt werden, welche Stellen und/oder Teile des Einsatzgebiets, insbesondere des Bauwerks, einer erhöhten Korrosion ausgesetzt sein könnten. Vorteilhaft kann die in das BIM-Modell integrierte Korrosionskarte über eine gesamte Lebensdauer des Bauwerks des BIM-Modells aktualisiert werden. Insbesondere wird das mit der Korrosionskarte überlagerte BIM-Modell dem Nutzerkreis, beispielsweise zu einer Unterstützung einer Bauwerks-Verwaltung, bereitgestellt.
Wenn zudem basierend auf der ermittelten Korrosionskarte eine, insbesondere lokale, Optimierung eines als Naturgefahrabwehrinstallation ausgebildeten Einsatzgebiets vorgenommen wird, kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine effiziente und/oder präzise abgestimmte Ausgestaltung der Naturgefahrabwehrinstallation erreicht werden. Unter dem Begriff „Naturgefahrabwehrinstallation“ soll insbesondere ein Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerk verstanden werden. Unter einer „lokalen Optimierung“ einer Naturgefahrabwehrinstallation soll insbesondere eine lokale Anpassung der Ausgestaltung der Naturgefahrabwehrinstallation, beispielsweise eine lokale Verstärkung (z.B. durch eine Änderung einer Drahtdicke, einer Dicke einer Korrosionsschutzbeschichtung, etc.) der Naturgefahrabwehrinstallation, eine lokale Vergrößerung der Naturgefahrabwehrinstallation oder dergleichen verstanden werden. Beispielsweise ist denkbar, dass bei einer Ermittlung einer erhöhten Korrosivität in einem Teilbereich des Einsatzgebiets für ein in diesem Teilbereich angeordnetes Drahtnetz ein abweichender Korrosionsschutz gewählt wird und/oder dass in diesem Teilbereich ein zweites Drahtnetz neben oder über einem ersten Drahtnetz installiert wird, etc. Es ist denkbar, dass die Optimierung bereits vor einer Erstinstallation der Naturgefahrabwehrinstallation berücksichtigt wird oder, dass die Optimierung erst im Nachhinein an einer bereits installierten Naturgefahrabwehrinstallation vorgenommen wird.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Korrosionskarte über einen Umgebungsbereich des Einsatzgebiets hinaus mit simulierten Korrosionsdaten gefüllt wird, wobei die Korrosionsdaten in von Sensormodulen des Outdoor- Sensornetzwerks freien Bereichen der Korrosionskarte zumindest auf Basis von Sensordaten von Sensormodulen an anderen Einsatzgebieten, insbesondere in benachbarten Einsatzgebieten und/oder in geographisch und/oder klimatologisch ähnlichen Einsatzgebieten, ermittelt werden. Dadurch kann vorteilhaft eine, ein besonders großes Gebiet abdeckende und zugleich dennoch auf realen Korrosionsmessdaten basierende Korrosionskarte erhalten werden. Vorteilhaft kann dadurch eine zuverlässige Unterstützung einer Bauwerksplanung für einen geographisch großen Bereich ermöglicht werden. Vorteilhaft kann zudem sogar auch in Gebieten, für die noch keine Messdaten (z.B. Korrosionsmessdaten) vorliegen, eine durch reale Messdaten unterstützte Bauwerksplanung ermöglicht werden. Insbesondere wird zur Ermittlung der Korrosionsdaten in von Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks freien Bereichen zwischen den Korrosionsdaten zweier benachbarter Einsatzgebiete, an denen Sensormodule mit Korrosionssensoren vorhanden sind, interpoliert. Insbesondere werden die von Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks freien Bereichen mit Einsatzgebieten, an denen Sensormodule mit Korrosionssensoren vorhanden sind, verglichen, wobei vorzugsweise bei einem Feststellen einer geographischen und/oder klimatologischen Ähnlichkeit eine Annahme getroffen wird, dass die Korrosionsdaten an den in geographisch und/oder klimatologisch ähnlichen Einsatzgebieten zumindest im Wesentlichen gleich sein müssten. Insbesondere werden dann in diesem Fall den geographisch und/oder klimatologisch ähnlichen Einsatzgebieten identische Korrosionsdaten zugeordnet wie dem Einsatzgebiet, an dem die Korrosionsdaten tatsächlich gemessen werden. Unter „simulierten Korrosionsdaten“ sollen insbesondere Korrosionsdaten verstanden werden, welche nicht auf direkten Vor-Ort-Messungen basieren, sondern welche z.B. aus Erfahrungswerten, aus Vergleichen mit bekannten Korrosionsmessdaten und/oder über Interpolationen aus bekannten Korrosionsmessdaten berechnet werden. Insbesondere wird die auf diese Weise vervollständigte Korrosionskarte dem Nutzerkreis, beispielsweise zu einer Unterstützung weiterer Neubaumaßnahmen oder zur Entscheidung über weitere Neubaumaßnahmen, bereitgestellt.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die weitere Information über das Einsatzgebiet zumindest eine Stärke einer Wildtieraktivität und/oder einer anthropogenen Aktivität, wie z.B. einer Wandereraktivität, in einer näheren Umgebung des Einsatzgebiets umfasst. Untersuchungen haben gezeigt, dass dadurch vorteilhaft eine wesentliche Verbesserung der Ermittlung von Naturgefahrenrisiken erreicht werden kann. Insbesondere kann dadurch eine Naturgefahren-Prognose, wie beispielsweise eine Steinschlagprognose, präzisiert werden. Eine hohe, insbesondere saisonale, Wildtieraktivität oder auch eine hohe, insbesondere saisonale, anthropogene Aktivität, beispielsweise durch Wanderer, kann zu einer verstärkten Umlagerung von Material in dem Einsatzgebiert führen, was insbesondere unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen eine Wahrscheinlichkeit für von dem Sensormodul detektierbare Ereignisse, wie Steinschlagereignisse, wesentlich erhöhen kann. Demnach kann ein Naturgefahrenrisiko zumindest saisonal wesentlich von den jeweiligen Aktivitätsstärken beeinflusst, insbesondere saisonal erhöht, sein. Insbesondere ist das Outdoor-Sensornetzwerk zur Erfassung der Wildtieraktivität und/oder der anthropogenen Aktivität vorgesehen. Vorzugsweise umfasst das Outdoor- Sensornetzwerk zumindest eine Kamera, insbesondere zumindest eine Wildkamera, welche dazu vorgesehen ist, Wildtiere und/oder Menschen, z.B. Wanderer, zu erfassen und/oder zu zählen. Alternativ kann die Wildtieraktivität und/oder die Wandereraktivität auch aus externen Daten über das Einsatzgebiet und/oder dessen Umgebung erfasst werden. Beispielsweise über externe Wildkameras, über Wildtierzählungen von Wildhütern, über Zählungen von verkauften Parktickets an Wandererparkplätzen, über Zählungen von verkauften Bergbahnfahrkarten, etc. Unter einer „näheren Umgebung“ soll insbesondere eine Umgebung von wenigen Kilometern, z.B. höchstens 10 km, höchstens 5 km oder höchstens 2 km, um das Einsatzgebiet, vorzugsweise um äußerste Ränder des Einsatzgebiets oder vorzugsweise eine Umgebung von wenigen hundert Metern, z.B. höchstens 800 m, höchstens 500 m oder höchstens 300 m, um das Einsatzgebiet, vorzugsweise um äußerste Ränder des Einsatzgebiets, verstanden werden.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die weitere Information über das Einsatzgebiet zumindest Luftqualitätsdaten in einer näheren Umgebung des Einsatzgebiets umfasst. Untersuchungen haben gezeigt, dass dadurch vorteilhaft eine wesentliche Verbesserung der Ermittlung von Naturgefahrenrisiken erreicht werden kann. Insbesondere kann dadurch eine Prognose bezüglich einer verbleibenden Lebensdauer eines, einer Korrosion unterworfenen Metallteils eines Bauwerks präzisiert werden, insbesondere da bestimmte Verunreinigungen der Luft korrosionsverstärkend wirken können. Die Luftqualitätsdaten können insbesondere Daten über Spurengase oder Aerosole, die in der Luft enthalten sind, umfassen. Beispielsweise können Aerosol-Tröpfchen niedrige pH-Werte oder hohe Salzkonzentrationen aufweisen, welche sich auf den Metallteilen absetzen und die Korrosion beeinflussen können. Beispielsweise können in bestimmten Regionen (z.B. in Vulkannähe oder in Städten mit hoher Luftverschmutzung) korrosionsverstärkende Gase und/oder Aerosole in der Luft enthalten sein (z.B. Schwefelverbindungen wie Schwefeldioxid). Vorzugsweise umfasst das Outdoor- Sensornetzwerk zumindest einen Luftqualitätssensor. Alternativ kann die Luftqualität auch aus externen Daten über das Einsatzgebiet und/oder dessen Umgebung erfasst werden. Beispielsweise über externe Luftschadstoffmessungen oder über Luftschadstoffsimulationen.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die ermittelten Naturgefahrenrisiken Naturgefahrenrisiko-Prognosen umfassen, welche basierend auf in der Vergangenheit ermittelten Verläufen der Sensordaten und insbesondere basierend auf in der Vergangenheit ermittelten weiteren Informationen über das Einsatzgebiet, vorzugsweise mittels Data Mining, erstellt werden. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Sicherheit erreicht werden. Beispielsweise kann dadurch eine Optimierung und/oder eine optimierte Konfektionierung von Naturgefahrenrisiken ausgesetzten Bauwerken erreicht werden. Vorteilhaft kann ein Bauwerk dadurch derart ausgelegt werden, dass es zu erwartende Ereignisse überstehen kann und/oder einen ausreichenden Schutz gegenüber zu erwartenden Ereignissen bieten kann. Beispielsweise kann anhand von Korrelationen verschiedener zum Zeitpunkt eines Ereignisses gemessener Sensordaten ein Rückschluss auf eine Vorhersagbarkeit zukünftiger Ereignisse geschlossen werden. Ein Beispiel wäre eine Ermittlung eines Niederschlagsmengen-Grenzwerts, eines Windgeschwindigkeiten-Grenzwerts oder eines Wildtier-Aktivitätsgrenzwerts, ab dem ein Auftreten eines Steinschlags, insbesondere einer bestimmten Größe, wahrscheinlich wird. Beispielsweise kann bei einem Überschreiten oder Unterschreiten eines Naturgefahrenrisiko-Prognose-Parameters eine Warnung an einen Betreiber oder Verwalter eines Bauwerks ausgegeben werden, welche z.B. dazu führen kann, ein Notfallteam oder ein Reparaturteam in Alarmbereitschaft zu versetzen. Beispielsweise kann die Naturgefahrenrisiko-Prognose einer Feuerwehrleitstelle zur Verfügung gestellt werden, welche bestimmte Einheiten in ein erhöhtes Alarmierungslevel versetzen kann, solange die Naturgefahrenrisiko- Prognosen eine Erhöhung einer Ereigniswahrscheinlichkeit vorhersagt. Beispielsweise kann die Naturgefahrenrisiko-Prognose einem Bahnbetreiber zur Verfügung gestellt werden, welcher eine Durchfahrt eines Zugs durch ein bestimmtes Gebiet stoppen oder eine Umleitung vornehmen kann, solange die Naturgefahrenrisiko-Prognose eine Erhöhung einer Ereigniswahrscheinlichkeit vorhersagt. Beispielsweise kann die Naturgefahrenrisiko-Prognose einer Behörde, die für die Betreuung von Wanderwegen zuständig ist, zur Verfügung gestellt werden, welche Wanderwege innerhalb eines bestimmten Gebiets sperren lässt, solange die Naturgefahrenrisiko-Prognose eine Erhöhung einer Ereigniswahrscheinlichkeit vorhersagt.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Sensormodul des Outdoor- Sensornetzwerks einem als Abfang- und/oder Stabilisierungsvorrichtung für Fels, Gestein, Lawinen, Murgänge, Hangrutschungen oder dergleichen ausgebildeten, insbesondere als Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerk ausgebildeten, Einsatzgebiet zugeordnet ist, wobei das zumindest eine Sensormodul des Outdoor-Sensornetzwerks einen Einschlagssensor zur Detektion von Einschlägen in die Abfangvorrichtung aufweist, wobei eine Analyse, insbesondere eine Mustererkennung, anhand der Einschlagsdaten des Einschlagssensors und/oder anhand der, insbesondere einen Verfüllungsgrad einer Murgangbarriere messenden, Seilkraft-Sensordaten eines Seilkraftsensors des Sensormoduls, zusammen mit den Messreihen der Troposphären-Messdaten des Sensormoduls, und insbesondere mit den weiteren Informationen über das Einsatzgebiet, durchgeführt wird und wobei basierend auf dieser Analyse eine als Einschlagvorhersage ausgebildete Naturgefahrenrisiko-Prognose ermittelt wird. Durch eine Einbeziehung von Messdaten aus der Vergangenheit kann vorteilhaft eine Verbesserung der Naturgefahrenrisiko-Prognose erreicht werden. Insbesondere ist die Mustererkennung als eine automatisierte Mustererkennung ausgebildet, welche vorzugsweise von einem auf dem Prinzip des maschinellen Lernens und/oder auf dem Prinzip der neuronalen Netze basierenden Algorithmus der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit durchgeführt wird. Insbesondere wird die auf diese Weise ermittelte Naturgefahrenrisiko-Prognose dem Nutzerkreis bereitgestellt. Insbesondere umfasst die Mustererkennung zudem eine Erkennung von fehlerhaften Sensoren und/oder Sensormodulen des Outdoor- Sensornetzwerks. Beispielsweise können anhand von Daten-Ausreißern einzelne potentiell beschädigte, fehlkalibrierte oder fehlinstallierte Sensoren und/oder Sensormodule ermittelt werden. Vorzugsweise basiert die Mustererkennung zudem auf dem Prinzip schwarmintelligenter Sensoren.
Ferner wird vorgeschlagen, dass basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko ein Wartungsplan für das Einsatzgebiet, beispielsweise für eine Naturgefahrabwehrinstallation, angefertigt wird. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Effizienz, insbesondere Wartungseffizienz, beispielsweise in Bezug auf Organisation von Personal, Material und Maschinen, erreicht werden.
Insbesondere wird der Wartungsplan dem Nutzerkreis bereitgestellt. Insbesondere basiert der Wartungsplan zudem auf den ermittelten Naturgefahrenrisiko- Prognosen. Insbesondere wird der Wartungsplan flexibel an sich ändernde Sensormessdaten angepasst. Insbesondere wird der Wartungsplan flexibel an detektierte Ereignisse, beispielsweise Einschlagereignisse und/oder Verfüllungsereignisse, angepasst. Beispielsweise ist denkbar, dass ein bestimmtes Einsatzgebiet in dem Wartungsplan zeitlich nach vorne rutscht, nachdem ein oder mehrere neue Einschläge oder Verfüllereignisse, beispielsweise Murgänge, detektiert wurden. Wenn eine Organisation von Wartungspersonal, eine Organisation von Wartungsgeräten und/oder eine Organisation von Verbrauchsmaterialien basierend auf ermittelten Naturgefahrenrisiken mehrerer, insbesondere innerhalb einer Region verteilt angeordneter, Einsatzgebiete vorgenommen wird, kann vorteilhaft eine hohe Wartungseffizienz erreicht werden. Beispielsweise können vorteilhaft Inspektionsrouten von Wartungsteams, welche auf einer Wartungsfahrt mehrere Einsatzgebiete kontrolliert in Bezug auf eine Gesamtfahrzeit und/oder in Bezug auf eine Gesamtfahrstrecke optimiert werden. Unter einer „Organisation von Wartungspersonal“ soll insbesondere eine Zuordnung von Einsatzgebieten zu den die Wartung durchführenden Personen verstanden werden. Vorzugsweise werden dabei Wartungsaufträge, insbesondere von der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, derart verteilt, dass insgesamt eine Arbeitsbelastung möglichst gleichmäßig auf das gesamte in einer Region verfügbare Personal verteilt werden kann und/oder dass Gesamtanfahrtsstrecken des in der Region verfügbaren Personals möglichst kurzgehalten werden können. Unter einer „Organisation von Wartungsgeräten“ soll insbesondere eine Zuordnung von Wartungsgeräten zu den die Wartung durchführenden Personen verstanden werden. Vorzugsweise werden dabei Wartungsaufträge, insbesondere von der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, derart verteilt, dass insgesamt eine Zuordnung von Wartungsgeräten zu verfügbaren Personal derart verteilt ist, dass eine möglichst kurze Stillstandzeit der Wartungsgeräte und des Personals erreicht werden kann. Unter einer „Organisation von Verbrauchsmaterialien“ soll insbesondere eine Zuordnung von Verbrauchsmaterialien zu den die Wartung durchführenden Personen verstanden werden. Vorzugsweise werden dabei Verbrauchsmaterialien, insbesondere von der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, derart dem verfügbaren Personal zugeordnet, dass eine möglichst geringe Lagerhaltung notwendig ist.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass nach einer Detektion eines Einschlags in eine Abfangvorrichtung, insbesondere in eine Steinschlagbarriere, insbesondere durch den Einschlagssensor, und/oder nach einer Detektion eines Verfüllereignisses, beispielsweise eines Murgangs, in eine Abfangvorrichtung, insbesondere in eine Murgangbarriere, insbesondere durch den Seilkraftsensor, in Abhängigkeit von einer Stärke und/oder einer Art des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses ein Wartungsauftrag, insbesondere in Form einer Warnung, oder eine sofortige Reparatur, insbesondere in Form einer Alarmierung, ausgelöst wird. Dadurch kann vorteilhaft eine angemessene und/oder effiziente Reaktion auf ein aufgetretenes Ereignis ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine Sicherheit weiter erhöht werden. Insbesondere wird bei einer Intensität des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses, welche auf eine schwerwiegende Beschädigung der Abfangvorrichtung schließen lässt (z.B. durch ein Über- oder Unterschreiten eines vorgebbaren Grenzwerts) die Alarmierung ausgelöst, welche vorzugsweise zu einer baldestmöglichen Entsendung eines (Notfall-) Reparaturteams und/oder zu einer Sperrung des Einsatzgebiets für Unbefugte führt. Insbesondere wird bei einer Intensität des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses, welche auf eine weniger schwerwiegende Beschädigung der Abfangvorrichtung schließen lässt (z.B. durch Messwerte innerhalb eines Toleranzbereichs), die Warnung ausgelöst, welche vorzugsweise zu einer vorgezogenen Inspektion des Einsatzgebiets und ggf. zu einer Ausräumung der entsprechenden Abfangvorrichtung führt.
Zudem wird vorgeschlagen, dass ein Einsatz einer Drohne, insbesondere einer Wartungsdrohne und/oder einer Aufklärungsdrohne, von einem Ergebnis, beispielsweise von einem Einschlag in die Steinschlagbarriere und/oder von einem Verfüllereignis der Murgangbarriere und/oder von einem Wert des ermittelten Naturgefahrenrisikos, insbesondere von der Stärke des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses, getriggert wird. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Wartungseffizienz erreicht werden und/oder ein Organisationsaufwand gering gehalten werden. Unter einer „Drohne“ soll insbesondere ein unbemanntes Luftfahrzeug, das entweder eigenständig operiert oder ferngesteuert wird, verstanden werden. Unter einer „Aufklärungsdrohne“ soll insbesondere eine reine Sensordrohne, insbesondere Kameradrohne, verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, eine, insbesondere optische, Begutachtung und/oder Überprüfung des Einsatzgebiets, insbesondere des Bauwerks, vorzunehmen. Unter einer „Wartungsdrohne“ soll insbesondere eine Drohne verstanden werden, welche, insbesondere neben den Aufgaben der Aufklärungsdrohne, dazu vorgesehen ist, zumindest einen Wartungsvorgang vorzunehmen. Der Wartungsvorgang kann beispielsweise ein Auslesen von Daten aus Sensormodulen, ein Aufladen von Energiespeichern von Sensormodulen, ein Austauschen von Teilen eines Sensormoduls (z.B. Batterie), eine Installation eines Sensormoduls, etc. umfassen. Insbesondere ist denkbar, dass die Drohne zumindest teilweise autonom agiert und dabei die an einem Einsatzgebiet angeordneten Sensormodule zur (GPS-unabhängigen) Navigation, insbesondere nach dem Prinzip einer „virtuellen Schiene“, als Orientierungspunkte und/oder als Orientierungshilfe, verwendet. Unter einem „Triggern“ eines Einsatzes der Drohne soll insbesondere ein direktes autonomes Starten der Drohne von einer Parkposition verstanden werden. Alternativ soll unter dem „Triggern“ des Einsatzes der Drohne auch eine Benachrichtigung einer für einen Drohneneinsatz zuständigen Person verstanden werden, welche vorzugsweise in Folge der Benachrichtigung die Drohne zu dem Einsatzgebiet transportiert und dort autonom oder ferngesteuert starten lässt.
Ferner wird eine Fernüberwachungssensorvorrichtung mit einem Sensormodul für ein Outdoor-Sensornetzwerk, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, Sensordaten für das sensornetzwerkbasierte Analyse- und/oder Vorhersageverfahren aufzuzeichnen und bereitzustellen, mit zumindest einem Outdoor-Korrosionssensor, mit zumindest einem Umgebungssensor zur Ermittlung von Troposphären-Messdaten und mit zumindest einer Kommunikationseinheit zu einem, insbesondere drahtlosen, Übermitteln der Sensordaten an eine externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, wobei das Sensormodul ein zumindest im Wesentlichen hermetisch abgeschlossenes Sensormodulgehäuse aufweist, vorgeschlagen. Dadurch können vorteilhaft umfassende und/oder aussagekräftige Informationen zu Naturgefahrenrisiken, insbesondere an einem oder mehreren Einsatzgebieten, erhalten werden. Vorteilhaft kann eine zuverlässige und/oder robuste Outdoor-Sensorüberwachung ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine Outdoor-Langzeitüberwachung ermöglicht werden, welche vorzugsweise auch an Orten mit besonders harschen Witterungsbedingungen dauerhaft funktionsfähig ist. Der Outdoor-Korrosionssensor ist insbesondere als ein Freiluft- Korrosionssensor ausgebildet, welcher vorzugsweise dazu vorgesehen ist, eine Korrosivität einer Außenatmosphäre zu detektieren. Der Outdoor- Korrosionssensor ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Korrosion, vorzugsweise einen Korrosionsfortschritt, mittels einer Messung eines Korrosionsstroms zu detektieren. Der Outdoor-Korrosionssensor umfasst ein Korrosionskontrollelement. Der Outdoor-Korrosionssensor ist insbesondere dazu vorgesehen, den durch Korrosionsvorgänge in einem offen zur Außenatmosphäre gelagerten Korrosionskontrollelement erzeugten Korrosionsstrom, vorzugsweise einen Verlauf eines Stromwerts des Korrosionsstroms, zu messen. Vorteilhaft wird von dem Outdoor-Korrosionssensor ein zu der Korrosion, insbesondere ein zu der Korrosionsschutzschicht-Abtragrate, insbesondere einer Beschichtung, des Korrosionskontrollelements proportionaler Stromfluss detektiert, aus welchem insbesondere auf einen zeitlichen Verlauf der Korrosionsschutzschicht-Abtragrate, auf eine momentane Korrosionsschutzschicht-Abtragrate und/oder auf eine aktuelle Materialreststärke der Korrosionsschutzschicht, insbesondere des Korrosionskontrollelements und damit auch von in dem Einsatzgebiet angeordneten Metallteilen, geschlossen werden kann.
Das Korrosionskontrollelement ist als ein modifizierter ACM (Atmospheric Corrosion Monitor) Sensor ausgebildet. Insbesondere ist der ACM Sensor dazu vorgesehen, eine Korrosivität einer Umgebung und/oder Korrosionsraten, insbesondere Abtragraten von Metallen und/oder Legierungen, vorzugsweise anhand von einem zwischen Metallen und/oder Legierung fließenden galvanischen Strom, zu bestimmen. Insbesondere umfasst der ACM Sensor zumindest zwei Elektroden, welche, insbesondere im trockenen Zustand, elektrisch voneinander isoliert sind. Die Elektroden sind insbesondere zumindest teilweise aus unterschiedlichen Materialien, vorzugsweise unterschiedlich edlen Metallen, ausgebildet. Es ist vorstellbar, dass zumindest eine Elektrode zumindest eine Beschichtung aufweist, wodurch sich insbesondere zumindest die Oberflächenmaterialien zumindest zweier Elektroden unterscheiden.
Vorzugsweise sind die Oberflächenmaterialien aus unterschiedlich edlen Metallen ausgebildet. Vorteilhaft ist zumindest eine Elektrode im Wesentlichen identisch zu zumindest einem Teilstück eines Drahts des Drahtnetzes ausgebildet. Dadurch kann vorteilhaft eine möglichst gute Übertragbarkeit der an dem Korrosionskontrollelement gemessenen Materialabtragung auf eine Materialabtragung des Drahtnetzes erreicht werden. Vorteilhaft ist zumindest eine weitere Elektrode des ACM Sensors zumindest teilweise aus einem edleren Material ausgebildet als die Elektrode, welche im Wesentlichen identisch zu dem Teilstück des Drahts ausgebildet ist. Das edlere Material kann insbesondere Stahl, Silber, Gold, Cobalt, Nickel, Kupfer, Platin, Palladium, ein weiteres in einer elektrochemischen Spannungsreihe über Zink stehendes Element und/oder eine in der elektrochemischen Spannungsreihe über Zink stehende Legierung umfassen. Insbesondere sind die Elektroden, insbesondere die Elektroden unterschiedlichen Oberflächenmaterials, zueinander berührungsfrei angeordnet. Insbesondere sind die Elektroden, insbesondere die Elektroden unterschiedlichen Oberflächenmaterials, frei von direkten gegenseitigen elektrischen Kontakten. Vorzugsweise sind die Elektroden, insbesondere die Elektroden unterschiedlichen Oberflächenmaterials, in einem nassen Zustand über ein Elektrolyt bildende Wassertröpfchen elektrisch in Kontakt. Insbesondere fließt bei einer elektrischen Kontaktierung der Elektroden ein galvanischer Strom. Der galvanische Stromfluss bewirkt insbesondere einen Materialabtrag und/oder eine Korrosion der unedleren Elektrode. Der Stromfluss ist vorteilhaft proportional zu dem Materialabtrag. Ein Vorhandensein und/oder Eigenschaften, insbesondere Korrosionseigenschaften, des Elektrolyts sind insbesondere abhängig von Umgebungsbedingungen, welchen das Korrosionskontrollelement zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgesetzt ist, wodurch vorteilhaft auf eine Korrosivität der Umgebungsbedingungen zu dem Zeitpunkt geschlossen werden kann. Der Umgebungssensor umfasst zumindest ein Thermometer, zumindest ein Hygrometer, zumindest ein Ombrometer, zumindest ein Pyranometer, zumindest ein Anemometer, zumindest ein Barometer und/oder zumindest ein weiteres Messgerät, wie beispielsweise ein Messgerät zur Detektion von Spurengasen, Salzkonzentrationen oder von Aerosolkonzentrationen, etc. Insbesondere ist die Kommunikationseinheit zu einer automatischen, vorzugsweise periodischen, Übermittlung der Sensordaten an die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit vorgesehen. Vorzugsweise weist die Kommunikationseinheit eine Mobilfunkkapazität auf. Insbesondere kommuniziert die Kommunikationseinheit mittels eines Mobilfunkprotokolls, beispielsweise eines EDGE, GPRS, HSCSD und/oder vorzugsweise mittels eines GSM Mobilfunkprotokolls. Zusätzlich oder alternativ sind jedoch auch weitere Funkschnittstellen für die Kommunikation mit der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit denkbar. Zudem ist denkbar, dass das Sensormodul, insbesondere die Kommunikationseinheit, weitere Funkschnittstellen zur Kommunikation mit elektronischen Einheiten in der näheren Umgebung, beispielsweise mit weiteren Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks, mit Drohnen und/oder mit externen Sensoren, wie z.B. einer externen Kamera, insbesondere einer externen Bluetooth-Kamera, aufweist. Die weitere Funkschnittstelle kann beispielsweise eine Bluetooth-Funkschnittstelle, eine NFC- Funkschnittstelle, eine RFID-Funkschnittstelle, eine LoRa-Funkschnittstelle oder eine vergleichbare Kurzdistanz-Funkschnittstelle umfassen. Vorzugsweise übermittelt die Kommunikationseinheit neben den Sensordaten weitere Daten über das Sensormodul, beispielsweise über einen Standort, eine Uhrzeit, einen Batteriestand, einen Funktionsstatus, etc.
Unter einem „im Wesentlichen hermetisch abgeschlossenen Sensormodulgehäuse“ soll insbesondere ein Sensormodulgehäuse verstanden werden, welches zumindest wasserdicht verschlossen ist, insbesondere zumindest gegenüber Wassersäulen von zumindest 5 m, vorzugsweise zumindest 25 m, bevorzugt zumindest 100 m und besonders bevorzugt zumindest 250 m. Vorzugsweise ist das zumindest im Wesentlichen hermetisch abgeschlossene Sensormodulgehäuse zudem zumindest im Wesentlichen luftdicht und/oder gasdicht verschlossen. Unter „zumindest im Wesentlichen luftdicht und/oder gasdicht“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine Moisture Vapor Transmission Rate (MVTR) zwischen dem Innenraum des Sensormodulgehäuses und der Umgebung des Sensormodulgehäuses kleiner ist als 100 cm3/m2/24h, vorzugsweise kleiner ist als 25 cm3/m2/24h, bevorzugt kleiner ist als 10 cm3/m2/24h und besonders bevorzugt kleiner ist als 1 cm3/m2/24h. Alternativ oder zusätzlich soll unter „zumindest im Wesentlichen luftdicht und/oder gasdicht“ verstanden werden, dass eine Oxygen transmission rate (OTR) zwischen dem Innenraum des Sensormodulgehäuses und der Umgebung des Sensormodulgehäuses kleiner ist als 1000 cm3/m2/24h, vorzugsweise kleiner ist als 250 cm3/m2/24h, bevorzugt kleiner ist als 100 cm3/m2/24h und besonders bevorzugt kleiner ist als 50 cm3/m2/24h. Das hermetisch abgeschlossene Sensormodulgehäuse ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Eindringen von Fremdkörpern in ein Inneres des Sensormoduls zu verhindern, wodurch vorteilhaft eine hohe Lebensdauer erreicht werden kann. Vorteilhaft ist das Sensormodulgehäuse resistent gegenüber Beschädigungen durch eine Vegetation (z.B. gegenüber einem Eindringen von Wurzeln o.ä.). Vorteilhaft ist das Sensormodulgehäuse resistent gegenüber Beschädigungen durch eine Tierwelt (z.B. gegenüber einem Eindringen von Insekten, gegenüber einem Verbiss durch Wildtiere, o.ä.). Insbesondere beinhaltet das Sensormodulgehäuse in seinem Inneren zumindest die Kommunikationseinheit, zumindest eine Energiespeichereinheit des Sensormoduls und/oder zumindest eine elektronische Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder eine Recheneinheit, die mit dem Outdoor- Korrosionssensor, mit dem Umgebungssensor, mit der Kommunikationseinheit, mit der Energiespeichereinheit des Sensormoduls, etc. wechselwirkt. Insbesondere umfasst das hermetisch abgeschlossene Sensormodulgehäuse zumindest eine, vorzugsweise hermetisch versiegelte und/oder vergossene, Durchführung für zumindest einen Sensorfühler, insbesondere des Outdoor- Korrosionssensors und/oder des Umgebungssensors. Unter einer „Fernüberwachungssensorvorrichtung“ soll insbesondere eine Korrosions- und/oder Einschlags-Fernüberwachungsvorrichtung für Bauwerke, insbesondere für Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerke im Naturgefahrenbereich, verstanden werden. Insbesondere ist die Fernüberwachungssensorvorrichtung dazu vorgesehen, eine auf Daten von mehreren Sensormodulen basierende Fernüberwachung eines Bauwerks, insbesondere eines Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks, zu ermöglichen. Das Sensormodul ist insbesondere dazu vorgesehen, in einem Einsatzgebiet installiert zu werden, d.h. an einem Gelände oder bevorzugt an einem Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerk, insbesondere an einem Seil, vorzugsweise Abspannseil, des Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks, befestigt zu werden. Vorzugsweise wird das Sensormodul an dem Abspannseil des Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks festgeklemmt.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Sensormodulgehäuse frei von Kabeleingängen, wie beispielsweise Steckern, Steckdosen oder Kabelführungen, frei von Kabelausgängen, wie beispielsweise Steckern, Steckdosen oder Kabelführungen, frei von Druckschaltern, insbesondere frei von mechanischen Schaltern, wie z.B. Kipp- und/oder Druckschaltern, und frei von Außenantennen, wie beispielsweise kunststoffummantelten Stabantennen („Gummiwurst“) oder Dipolantennen, ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Lebensdauer des Sensormoduls erreicht werden. Vorteilhaft ist das Sensormodul dadurch besonders resistent gegenüber Wildverbiss und/oder gegenüber anderweitigen durch Wildtiere, z.B. Rehe, Hirsche, Marder, Wildschweine, Mäuse, Ratten, etc., verursachten Beschädigungen, was insbesondere in den Outdoor- Einsatzsituationen der Sensormodule von großer Wichtigkeit ist. Insbesondere ist eine Außenseite des Sensormoduls, insbesondere des Sensormodulgehäuses, zumindest im Wesentlichen frei von Plastikverkleidungen und/oder anderen außenliegenden Plastikteilen. Unter „im Wesentlichen frei“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 15 %, vorteilhaft weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 % und besonders bevorzugt weniger als 2 % einer Außenoberfläche des Sensormoduls durch Plastik gebildet ist. Insbesondere besteht die Oberfläche des Sensormoduls, insbesondere des Sensormodulgehäuses, zumindest überwiegend, vorzugsweise zu mehr als 75 %, bevorzugt zu mehr als 90 % und besonders bevorzugt zu mehr als 95 % aus einem Metall.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul, insbesondere die Kommunikationseinheit, eine drahtlose Kameraschnittstelle zu einer Kopplung mit einer externen Kamera aufweist. Dadurch können vorteilhaft umfassende und/oder aussagekräftige Informationen zu Naturgefahrenrisiken erhalten werden.
Vorteilhaft können direkt weitere Information über das Einsatzgebiet erhalten werden, welche beispielsweise in einer sensormodulinternen Voranalyse der Sensordaten berücksichtigt werden können. Zudem kann dadurch vorteilhaft der zumindest im Wesentlichen hermetische Abschluss des Sensormodulgehäuses aufrechterhalten bleiben. Die drahtlose Kameraschnittstelle ist insbesondere als eine Bluetooth-Schnittstelle, vorzugsweise als eine Bluetooth Low Energy (BLE)- Schnittstelle ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch weitere drahtlose Schnittstellen, beispielsweise eine Near Field Communication (NFC)- Schnittstelle und/oder eine ZigBee-Schnittstelle denkbar.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Fernüberwachungssensorvorrichtung ein externes Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, das Sensormodul in Abhängigkeit von einer relativen Positionierung des externen Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselements zu dem Sensormodulgehäuse des Sensormoduls zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Dadurch kann vorteilhaft eine zuverlässige und/oder robuste Outdoor-Sensorüberwachung ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine Steuerung, insbesondere eine von externen Schaltelementen unabhängige Aktivierung und/oder Deaktivierung von Sensormodulen, ermöglicht werden. Vorzugsweise ist das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement als ein Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsmagnet ausgebildet. Alternative Ausgestaltungen, beispielsweise als Klebelement, als Klemmelement, etc. sind jedoch auch denkbar. Insbesondere weist das Sensormodul eine Detektionseinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, ein Vorhandensein des Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselements in einer Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsposition zu erkennen. Beispielsweise ist die Detektionseinheit als ein Magnetfeldsensor ausgebildet. Alternativ sind jedoch auch mechanische Schaltungen denkbar, deren Schaltelemente von dem als Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsmagnet ausgebildeten Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement angezogen oder abgestoßen werden, wodurch ein sensormodulinterner Schaltvorgang von außerhalb des Sensormodulgehäuses steuerbar ist. Insbesondere ist das Sensormodul deaktiviert, solange sich das externe Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement in der Deaktivierungsposition befindet. Insbesondere ist das Sensormodul aktiviert, solange sich das externe Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement in der Aktivierungsposition befindet. Beispielsweise ist das Sensormodul deaktiviert, solange das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement an dem Sensormodulgehäuse, insbesondere in einem die Deaktivierungsposition ausbildenden Deaktivierungsbereich des Sensormodulgehäuses, befestigt ist. Beispielsweise ist das Sensormodul aktiviert, solange das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement von einem Nahbereich des Sensormodulgehäuses entfernt ist. Eine umgekehrte Schaltung ist selbstverständlich ebenfalls denkbar.
Wenn die Kommunikationseinheit dazu vorgesehen ist, die Sensordaten direkt, vorzugsweise über ein, einen GSM-Mobilfunkstandard verwendendes Funkprotokoll, insbesondere ohne Umwege über eine oder mehrere Sammelstellen für Sensordaten, an die, insbesondere als Cloud ausgebildete, externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit zu übermitteln, wobei die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit dazu vorgesehen ist, Sensordaten von mehreren über verschiedene Einsatzgebiete, insbesondere über die gesamte Welt, verteilten Sensormodulen zu empfangen, kann vorteilhaft eine hohe Datensicherheit erreicht werden. Vorteilhaft kann ein unbefugtes Abgreifen der Sensordaten wesentlich erschwert werden, insbesondere da dazu jede Einzelkommunikation jedes Sensormoduls abgefangen werden müsste. Vorteilhaft kann auf zusätzliche Kosten und/oder Wartungsaufwand verursachende Sammelstellen verzichtet werden. Vorteilhaft kann eine hohe Ausfallsicherheit des Sensornetzwerks erreicht werden, insbesondere da höchstens einzelne Sensormodule ausfallen können anstatt ganzer Sammelstellen. Vorteilhaft kann eine Installation und/oder Einrichtung des Outdoor-Sensornetzwerks vereinfacht werden. Insbesondere ist die Kommunikationseinheit dazu vorgesehen, die übermittelten Sensordaten, vorzugsweise mittels eines asymmetrischen Kryptographiesystems, zu verschlüsseln. Vorzugsweise ist der Private Key und/oder der Public Key, der in dem asymmetrischen Kryptographiesystem einem Sensormodul zugeordnet ist, bereits ab Herstellung in das Sensormodul integriert. Dadurch kann eine besonders hohe Datensicherheit erreicht werden. Zudem ist denkbar, dass die Sensordaten zur Sicherstellung einer hohen Manipulationssicherheit in einer, vorzugsweise verschlüsselten, Blockchain oder in einem, vorzugsweise verschlüsselten, Distributed Ledger abgelegt werden. Insbesondere weist die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit eine zentrale Kommunikationseinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, Sensordaten von vielen über verschiedene Einsatzgebiete verteilt angeordneten Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks, vorzugsweise von allen Sensormodulen des Outdoor-Sensornetzwerks, zu empfangen.
Wenn zudem die Kommunikationseinheit bei einer Nichterreichbarkeit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit, insbesondere bei einer eingeschränkten und/oder nicht vorhandenen Konnektivität, insbesondere GSM- Konnektivität, dazu vorgesehen ist, die Sensordaten an ein, vorzugsweise benachbartes, weiteres Sensormodul des Outdoor-Sensornetzwerks zu übermitteln, kann vorteilhaft eine besonders hohe Gebietsabdeckung erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Integration von Sensormodulen, die an Orten mit schlechter oder nicht vorhandener Konnektivität angeordnet sind, in das Outdoor- Sensornetzwerk erreicht werden. Hierzu ist denkbar, dass die Kommunikation zwischen den Sensormodulen ebenfalls über die Kommunikationseinheit erfolgt, wobei jedoch ein alternativer Funkstandard und/oder eine alternative Funkschnittstelle, vorzugsweise eine Funkschnittstelle mit vergleichsweise reduzierter Reichweite, wie beispielsweise LoRa oder dergleichen, angewendet wird. Insbesondere werden die Sensordaten solange in einer Kette von Sensormodulen weitergereicht, bis ein Sensormodul mit ausreichender Konnektivität zu einem direkten Versand an die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit erreicht ist.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul zumindest einen Beschleunigungssensor umfasst. Dadurch kann vorteilhaft eine zuverlässige Detektion von Einschlagsereignissen ermöglicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine Korrelation von detektierten Einschlagsereignissen mit weiteren Sensordaten, z.B. den Troposphären-Messdaten und/oder den weiteren Informationen über das Einsatzgebiet (z.B. externen weiteren Messdaten), ermöglicht werden. Insbesondere bildet der Beschleunigungssensor den Einschlagssensor aus. Der Beschleunigungssensor ist dazu vorgesehen, eine bei einem Einschlag eines Einschlagskörpers in ein durch zumindest ein Sensormodul überwachtes Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerk auftretende Beschleunigung zu erfassen. Vorzugsweise ist der Beschleunigungssensor zumindest dazu vorgesehen, Beschleunigungen zumindest bis 100 g, vorzugsweise zumindest bis 150 g und bevorzugt zumindest bis 200 g, zu messen, wobei 1 g einem Wert von 9,81 m/s2 entspricht. Insbesondere ist der Beschleunigungssensor dazu vorgesehen, Beschleunigungen in alle drei Raumrichtungen zu detektieren. Insbesondere ist der Beschleunigungssensor dazu vorgesehen, Beschleunigungsrichtungen zu detektieren. Der Beschleunigungssensor ist insbesondere als ein dem Fachmann bekannter Typ von Beschleunigungssensor ausgebildet, beispielsweise als ein piezoelektrischer Beschleunigungssensor, als ein MEMS Beschleunigungssensor, etc. Vorzugsweise ist eine Funktion des Beschleunigungssensors unabhängig von außerhalb einer Gehäuseeinheit der Überwachungsvorrichtung verlaufenden Kabeln und/oder Seilen. Insbesondere ist der Beschleunigungssensor vollständig in dem Inneren des Sensormodulgehäuses angeordnet. Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul zumindest einen Orientierungssensor umfasst. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Verlässlichkeit der Sensordaten, insbesondere der Outdoor-Korrosionsmessdaten, erreicht werden. Insbesondere ist der Orientierungssensor dazu vorgesehen, eine Orientierung des Sensormoduls relativ zu einer Wirkrichtung der Gravitationskraft zu ermitteln. Insbesondere ist der Orientierungssensor dazu vorgesehen, eine Orientierung des Outdoor-Korrosionssensors relativ zu der Wirkrichtung der Gravitationskraft zu ermitteln. Insbesondere kann aus einer Orientierungsänderung in Folge eines Ereignisses, beispielsweise in Folge eines Einschlags eines Einschlagskörpers, eine Zusatzinformation über das Ereignis gewonnen werden, beispielsweise über eine Einschlagsstärke, oder -richtung. Insbesondere kann anhand der Orientierungsmessung eine Qualität und/oder eine Zuverlässigkeit der Daten des Outdoor-Korrosionssensors sichergestellt werden, insbesondere indem Fehlorientierungen des Outdoor-Korrosionssensors, beispielsweise ein Über-Kopf-Stehen des Outdoor-Korrosionssensors, festgestellt werden können. Wenn der Outdoor-Korrosionssensor ganz oder teilweise über Kopf steht, gelangt möglicherweise keine oder zu wenig Niederschlagsfeuchte zu dem Outdoor-Korrosionssensor, so dass das Korrosionskontrollelement des Outdoor-Korrosionssensors, insbesondere im Vergleich zu einem vollständig der gesamten Niederschlagsfeuchte ausgesetzten Metallteil, weniger korrodiert, d.h. weniger Korrosionsstrom erzeugt, und somit ein zu geringer Korrosionswert gemessen wird. Der Orientierungssensor ist insbesondere als ein dem Fachmann bekannter Typ von Orientierungs- oder Lagesensor ausgebildet. Insbesondere ist denkbar, dass der Orientierungssensor zugleich den Beschleunigungssensor ausbildet oder umgekehrt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul zumindest den Seil kraftsensor umfasst. Dadurch kann vorteilhaft eine effektive und/oder zuverlässige Überwachung von Bauwerken, die Seile, insbesondere Abspannseile, umfassen, erreicht werden. Vorteilhaft können Einschlagereignisse in Abfangbauwerken, wie Steinschlagbarrieren, und/oder Verfüllereignisse in Abfangbauwerken, wie Murgangbarrieren, zuverlässig detektiert werden. Zudem kann durch den Seilkraftsensor vorteilhaft eine Stärke eines Ereignisses, insbesondere des Einschlagereignisses und/oder des Verfüllereignisses, gemessen werden. Vorzugsweise ist der Seilkraftsensor dazu vorgesehen, Seilkräfte bis zu 50 kN, vorteilhaft bis zu 100 kN, besonders vorteilhaft bis zu 150 kN, bevorzugt bis zu 200 kN und besonders bevorzugt bis zu 294 kN zu messen. Vorzugsweise ist eine Funktion des Seilkraftsensors unabhängig von außerhalb einer Gehäuseeinheit der Überwachungsvorrichtung verlaufenden Kabeln und/oder Seilen. Insbesondere ist der Seilkraftsensor vollständig in dem Inneren des Sensormodulgehäuses angeordnet.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Seilkraftsensor zur Messung der Seilkraft zumindest einen Dehnmessstreifen aufweist, welcher vorzugsweise getrennt von einem Seil, dessen Seilkräfte durch den Seilkraftsensor überwacht werden, angeordnet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders einfache und/oder unkomplizierte Messung der Seilkraft erreicht werden. Insbesondere ist der Dehnmessstreifen dazu vorgesehen, eine durch eine auftretende Seilkraft erzeugte Deformation eines Seilkontaktelements des Sensormoduls zu bestimmen. Insbesondere ist der Dehnmessstreifen in einem Inneren des Sensormodulgehäuses angeordnet. Insbesondere umfasst der Dehnmessstreifen eine Temperaturganganpassung. Insbesondere ist der Dehnmessstreifen als ein selbstkompensierender Dehnmessstreifen ausgebildet. Insbesondere ist der Dehnmessstreifen zu keinem Zeitpunkt in einem direkten Kontakt mit dem zu überwachenden Seil. Insbesondere ist der Dehnmessstreifen auf einer dem Inneren des Sensormodulgehäuses zugewandten Seite des Seilkontaktelements angeordnet. Insbesondere ist der Dehnmessstreifen auf einer dem zu überwachenden Seil abgewandten Seite des Seilkontaktelements angeordnet.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Seilkraftsensor zumindest teilweise einstückig mit einer Anbindungseinheit des Sensormoduls ausgebildet ist, wobei die Anbindungseinheit zu einer unmittelbaren Befestigung des Sensormoduls an einem Bauwerk, vorzugsweise an einem Seil des Bauwerks, bevorzugt an einem Abspanndrahtseil des Bauwerks, vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte und/oder kompakte Seilkraftmessung ermöglicht werden. Insbesondere ist die Anbindungseinheit dazu vorgesehen, das Seil, insbesondere das Abspannseil, derart über das Seilkontaktelement umzulenken, dass eine Kraftwirkung auf das Seil, d.h. insbesondere eine Seilkraft, das Seilkontaktelement messbar verformt. Vorteilhaft ist die Anbindungseinheit universell für verschiedene Seile, insbesondere für Seile mit verschiedenen Dicken, ausgelegt. Insbesondere kann das Sensormodul über die Anbindungseinheit zumindest an Seilen mit Seildicken zwischen 16 mm und 24 mm montiert werden. Eine Anpassung der Anbindungseinheit an dickere oder dünnere Seile ist, ohne von der Erfindung abweichen zu müssen, einfach möglich. Vorteilhaft ist jedes über ein Seil verfügendes, insbesondere über ein Abspannseil, an dem Seilkräfte auftreten können, verfügendes, Bauwerk mit Sensormodulen nachrüstbar. Insbesondere sind die Sensormodule mittels der Anbindungseinheit an alle über Seile, insbesondere Abspannseile, aufweisende Bauwerke montierbar. Darunter, dass zwei Einheiten „teilweise einstückig“ ausgebildet sind, soll insbesondere verstanden werden, dass die Einheiten zumindest ein, insbesondere zumindest zwei, vorteilhaft zumindest drei gemeinsame, Element/e aufweisen, die Bestandteil, insbesondere funktionell wichtiger Bestandteil, beider Einheiten sind.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Outdoor-Korrosionssensor auf einer Messung eines durch eine Korrosion erzeugten Korrosionsstromflusses (auch kurz „Korrosionsstrom“ genannt) basiert, wobei der Korrosionssensor zumindest einen Ladungsspeicher, beispielsweise einen Kondensator, umfasst, welcher durch den Korrosionsstromfluss bis zu einer Grenzladung aufgeladen wird, woraufhin sich der Ladungsspeicher, insbesondere der Kondensator, wieder entlädt und wobei das Sensormodul ein Amperemeter aufweist, welches dazu vorgesehen ist, Entladeströme des Ladungsspeichers, insbesondere des Kondensators, zu einer Bestimmung der Outdoor-Korrosionsmessdaten zu messen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders präzise und/oder zuverlässige Korrosionsmessung erreicht werden, insbesondere indem auch niedrige Korrosionsströme, welche sich beispielsweise im pA Bereich befinden, zuverlässig gemessen werden können. Vorteilhaft kann dadurch eine Messung besonders niedriger Korrosionsströme, insbesondere im pA Bereich, wie sie in der Regel bei den verwendeten Outdoor- Korrosionssensoren, insbesondere des ACM-Typs, auftreten, ohne großen technischen Aufwand (z.B. ohne ein Null-Ohm-Amperemeter) gemessen werden. Vorteilhaft kann der Outdoor-Korrosionssensor dadurch besonders kostengünstig ausgestaltet werden. Der Korrosionsstrom ist insbesondere ein galvanischer Strom.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul zumindest einen zu einer Stromversorgung zumindest einer Komponente des Sensormoduls vorgesehenen Akkumulator aufweist, wobei der Korrosionsstromfluss des Outdoor- Korrosionssensors als Ladestrom zur elektrischen Aufladung des Akkumulators dient. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Batterielebensdauer für das Sensormodul erreicht werden. Vorteilhaft kann das Sensormodul besonders lange autark betrieben werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul eine Voranalyseeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine sensornahe Voranalyse von Messdaten, insbesondere von Rohmessdaten, zumindest eines der Sensoren des Sensormoduls und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul gekoppelten externen Sensors, wie z.B. einer externen Kamera, durchzuführen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders effiziente Nutzung einer nur begrenzt zur Verfügung stehenden elektrischen Energie ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine durch die Kommunikationseinheit übermittelte Datenmenge reduziert und/oder optimiert werden. Insbesondere aufgrund der Tatsache, dass die Datenübertragung einen Großteil des Energieverbrauchs des Sensormoduls ausmacht, kann dadurch eine Lebensdauer des Sensormoduls, insbesondere des Akkumulators und/oder einer Batterie des Sensormoduls, optimiert werden. Insbesondere ist die Voranalyseeinheit zu einer Durchführung einer sensornahen Analyse der Rohmessdaten vorgesehen. Insbesondere ist die Voranalyseeinheit dazu vorgesehen, Rohdaten zu mitteln, zusammenzufassen und/oder aufzubereiten. Insbesondere werden die Rohdaten dennoch in dem Sensormodul abgespeichert und können zu einer Neuanalyse oder zu einer Qualitätskontrolle über die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit angefragt oder direkt vor Ort ausgelesen werden. Insbesondere ist die Voranalyseeinheit dazu vorgesehen, Sendeintervalle und/oder Sendezeitpunkte der Datenübermittlung an die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit basierend auf der Voranalyse der Rohdaten selbsttätig anzupassen. Beispielsweise kann in Phasen, in denen basierend auf den voranalysierten Troposphären-Messdaten generell eine niedrige Aktivität (z.B. hinsichtlich Korrosion und/oder Steinschlag, etc.) erwartet wird, beispielsweise während trockener und windstiller Witterung, ein Sendeintervall vergrößert werden. Insbesondere ist die Voranalyse der Messdaten dazu vorgesehen, eine gesendete Datenmenge möglichst zu reduzieren. Insbesondere ist die Voranalyse der Messdaten dazu vorgesehen, einen Gesamtstromverbrauch des Sensormoduls zu reduzieren. Insbesondere wird durch die Voranalyse weniger Energie verbraucht, als durch den Verzicht auf das Senden aller Rohdaten eingespart wird. Die Voranalyseeinheit ist insbesondere als eine dem Sensormodul zugeordnete Recheneinheit ausgebildet. Unter einer „Recheneinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und einer Informationsausgabe verstanden werden. Vorteilhaft weist die Recheneinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, Ein- und Ausgabemittel, weitere elektrische Bauteile, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Vorzugsweise sind die Bauteile der Recheneinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und/oder vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
Wenn zudem die Voranalyseeinheit dazu vorgesehen ist, eine selbstständige Auswahl darüber zu treffen, welcher Teil eines Messdatensatzes eines Sensors von der Kommunikationseinheit ausgesendet wird und/oder wenn die Voranalyseeinheit dazu vorgesehen ist, eine selbstständige Auswahl darüber zu treffen, ob ein Messdatensatz eines Sensors von der Kommunikationseinheit ausgesendet wird oder nicht, kann eine vorteilhafte Energieverbrauchsoptimierung erreicht werden. Beispielsweise ist denkbar, dass ein von der externen Kamera aufgezeichnetes Bild von der Voranalyseeinheit mit zuvor aufgenommenen Bildern verglichen wird und dass nur dann das neue Bild von der Kommunikationseinheit verschickt wird, wenn das neue Bild wesentliche Veränderungen im Vergleich zu dem zuvor aufgenommenen Bild beinhaltet. Beispielsweise ist denkbar, dass ein Datensatz eines Sensors des Sensormoduls nur dann von der Kommunikationseinheit verschickt wird, wenn ein weiterer Datensatz eines weiteren Sensors ein bestimmtes Kriterium erfüllt, z.B. auf ein bestimmtes Ereignis hinweist (z.B. werden die Daten des Orientierungssensors und/oder der Orientierungssensordatensatz nur dann übermittelt, wenn die Daten des Beschleunigungssensors und/oder der Beschleunigungssensordatensatz darauf schließen lässt, dass ein Einschlagereignis oder dergleichen stattgefunden hat).
Wenn die Voranalyseeinheit dazu vorgesehen ist, anhand von Messdaten zumindest eines Sensors des Sensormoduls und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul gekoppelten externen Sensors ein Sendeintervall der Kommunikationseinheit festzulegen, kann eine vorteilhafte Energieverbrauchsoptimierung erreicht werden. Insbesondere verkürzt die Voranalyseeinheit das Sendeintervall in Zeiten erhöhter Aktivität (z.B. erhöhter Korrosion, erhöhter Steinschlagaktivität, erhöhter Windgeschwindigkeiten, erhöhten Niederschlags, etc.). Insbesondere verlängert die Voranalyseeinheit das Sendeintervall in Zeiten niedrigerer Aktivität (z.B. niedrige oder keine Korrosion, niedrige oder keine Steinschlagaktivität, niedrige Windgeschwindigkeiten, kein Niederschlag, etc.).
Wenn zudem die Voranalyseeinheit dazu vorgesehen ist, anhand von Messdaten zumindest eines Sensors des Sensormoduls und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul gekoppelten externen Sensors eine Regelung von Standby-Phasen und/oder Messintervallen zumindest des Sensors und/oder zumindest eines weiteren, insbesondere von dem Sensor verschiedenen, Sensors festzulegen, kann eine vorteilhafte Energieverbrauchsoptimierung erreicht werden. Beispielsweise ist denkbar, dass von der externen Kamera nur dann ein Bild aufgezeichnet wird, wenn die Messdaten eines weiteren Sensors auf ein Ereignis, beispielsweise auf einen Einschlag o. dgL, hinweisen. Insbesondere wird in diesem Fall eine Bildaufzeichnung durch die Kamera von durch einen weiteren Sensor ermittelten und durch die Voranalyseeinheit sensornah analysierten Messwerten des Sensormoduls getriggert. Beispielsweise ist denkbar, dass ein Sensor des Sensormoduls nur dann aktiviert wird, wenn ein weiterer Datensatz eines weiteren Sensors ein bestimmtes Kriterium erfüllt, z.B. auf ein bestimmtes Ereignis hinweist (z.B. wird der Orientierungssensor nur dann aktiviert, wenn die Daten des Beschleunigungssensors darauf schließen lassen, dass ein Einschlagereignis oder dergleichen stattgefunden hat). Beispielsweise ist denkbar, dass ein Sensor des Sensormoduls in einen Standby-Betriebszustand versetzt wird, wenn über längere Zeit keine Änderung der Messdaten des Sensors erwartet wird (z.B. wird der Orientierungssensor in den Standby-Betriebszustand versetzt, wenn kein Niederschlag und keine große Windstärke gemessen wird).
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul eine Recheneinheit mit einem speziell entwickelten und nicht auf existierenden Betriebssystemen aufbauenden Betriebssystem aufweist, welches insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung von Sensoren, der Kommunikationseinheit, der Voranalyseeinheit, etc. vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Daten- und/oder Missbrauchssicherheit erreicht werden. Vorteilhaft kann eine besonders hohe Sicherheit gegenüber Hackerangriffen, beispielsweise durch Trojaner oder dergleichen erreicht werden, insbesondere da jede Schadsoftware speziell auf das sensormoduleigene Betriebssystem zugeschnitten werden müsste. Die Recheneinheit ist insbesondere zur Steuerung und/oder Regelung von Sensoren, der Kommunikationseinheit, der Voranalyseeinheit, etc. vorgesehen. Die Recheneinheit bildet insbesondere die Voranalyseeinheit zumindest teilweise aus.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul eine Energy-Harvesting-
Einheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, Strom, insbesondere Ladestrom zu einem Aufladen eines Akkumulators des Sensormoduls, aus einem Temperaturunterschied, insbesondere innerhalb des Sensormodulgehäuses, zu gewinnen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Energieeffizienz erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine besonders hohe Lebensdauer des Sensormoduls erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch eine Autarkie des Sensormoduls erhöht werden. Insbesondere umfasst die Energy-Harvesting- Einheit zumindest einen thermoelektrischen Generator. Insbesondere basiert der thermoelektrische Generator auf einer Ausnutzung des Seeback-Effekts zur Erzeugung des Ladestroms. Insbesondere umfasst die Energy-Harvesting-Einheit zumindest ein Seebeck-Element. Insbesondere ist die Energy-Harvesting-Einheit dazu vorgesehen, einen Temperaturunterschied zwischen einer Oberseite des Sensormodulgehäuses (der Sonneneinstrahlung direkt ausgesetzt) und einer Unterseite des Sensormodulgehäuses (im Schatten des Sensormoduls liegend) zu einer Strom- und/oder Spannungserzeugung zu nutzen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Fernüberwachungssensorvorrichtung zumindest ein, insbesondere getrennt von dem Sensormodul ausgebildetes, weiteres Sensormodul aufweist, welches einem selben Einsatzgebiet zugeordnet ist wie das Sensormodul. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders umfassende und besonders präzise Überwachung des Einsatzgebiets erreicht werden. Insbesondere kann dadurch vorteilhaft berücksichtigt werden, dass innerhalb ein und desselben Einsatzgebiets unterschiedliche Bedingungen vorherrschen können, welche z.B. zu lokal unterschiedlichen Korrosionsstärken führen können (Luvseite vs. Leeseite / Regenschattenseite eines Hangs) oder welche zu lokal unterschiedlichen Steinschlaghäufigkeiten (z.B. Steilheit / Geologie des darüberliegenden Geländes) führen können. Insbesondere umfasst die Fernüberwachungssensorvorrichtung zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, bevorzugt zumindest vier und besonders bevorzugt mehr als fünf Sensormodule, die jeweils an unterschiedlichen Stellen des Einsatzgebiets installiert sind. Vorzugsweise sind die Sensormodule der Fernüberwachungssensorvorrichtung, insbesondere das Sensormodul und das weitere Sensormodul, zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Insbesondere sind alle Sensormodule der Fernüberwachungssensorvorrichtung mit derselben Analyse- und/oder Vorhersageeinheit drahtlos verbunden. Insbesondere umfasst das Outdoor- Sensornetzwerk eine Mehrzahl an Fernüberwachungssensorvorrichtungen mit jeweils einer Mehrzahl an Sensormodulen.
Es wird zudem vorgeschlagen, dass das zumindest eine weitere Sensormodul frei von einer (lokalen) Kommunikationsverbindung mit dem Sensormodul ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Datensicherheit erreicht werden.
Vorzugsweise kommuniziert jedes der Sensormodule der Fernüberwachungssensorvorrichtung lediglich direkt mit der außerhalb des Einsatzgebiets angeordneten Analyse- und/oder Vorhersageeinheit.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul ein Einrichtungsmodul aufweist, welches dazu vorgesehen ist, mit einem externen Einrichtungsgerät eines Monteurs, beispielsweise einem Smartphone, zu einer Konfiguration des Sensormoduls, insbesondere zu einer Erstkonfiguration des Sensormoduls und/oder zu einer Rekonfiguration des Sensormoduls, drahtlos, beispielsweise über eine NFC-Schnittstelle der Kommunikationseinheit, zu kommunizieren. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders einfacher Installationsvorgang ermöglicht werden. Insbesondere können Fehler bei der Installation der Sensormodule, welche fehlerhafte Sensordaten zu Folge haben können, vorteilhaft vermieden werden. Insbesondere umfasst das Sensormodul, vorzugsweise die Kommunikationseinheit, eine Schnittstelle zu einer Nahfelddatenübertragung, beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle, eine BLE-Schnittstelle oder bevorzugt eine NFC-Schnittstelle, welche insbesondere zu einer Kommunikation des Einrichtungsmoduls mit dem externen Einrichtungsgerät vorgesehen ist.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Sensormodul ein Einrichtungselement, beispielsweise einen QR-Code, einen Barcode, eine NFC-Schnittstelle oder dergleichen, aufweist, welcher von dem externen Einrichtungsgerät zur Initiierung der Konfiguration des Sensormoduls, insbesondere der Erstkonfiguration des Sensormoduls und/oder der Rekonfiguration des Sensormoduls, auslesbar, scanbar oder ansteuerbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Benutzerfreundlichkeit erreicht werden. Vorteilhaft kann ein Risiko einer Fehlinstallation gesenkt werden. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Zuverlässigkeit und/oder eine hohe Datenqualität der Sensordaten gewährleistet werden. Insbesondere wird der Monteur nach einem Auslesen, Scannen und/oder Ansteuern des Einrichtungselements durch einen geführten, zumindest teilautomatisierten Einrichtungsprozess geführt, während welchem das externe Einrichtungsgerät mit dem Sensormodul, vorzugsweise über eine drahtlose Schnittstelle, wie z.B. die NFC-Schnittstelle, kommuniziert und während welchem vorzugsweise Konfigurationsdaten von dem externen Einrichtungsgerät zu dem Sensormodul geschickt werden oder umgekehrt. Insbesondere wird der Einrichtungsprozess durch eine auf dem externen Einrichtungsgerät installierte Anwendungssoftware (App) angeleitet. Insbesondere wird der Monteur von der App durch den Einrichtungsprozess geführt. Insbesondere wird zumindest ein Teil der zwischen dem externen Einrichtungsgerät und dem Sensormodul ausgetauschten Daten und/oder zumindest ein Teil der Konfigurationsdaten der Konfiguration des Sensormoduls automatisch und drahtlos an die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit übermittelt, vorzugsweise nach einer erfolgreichen Durchführung der Konfiguration, insbesondere der Erstkonfiguration und/oder der Rekonfiguration.
Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung der die Einrichtung durchführenden Firma, insbesondere des Firmennamens, und/oder eine Erfassung des die Einrichtung vornehmenden Monteurs, insbesondere eine Personalnummer und/oder einen Namen des Monteurs. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung des Einsatzgebiets, z.B. des Projektnamens, der Projektnummer, der Bauwerkbezeichnung, etc. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine (vollautomatische) Erfassung eines Identifikators des Sensormoduls, beispielsweise einer Seriennummer oder einer Registrationsnummer. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung von Geokoordinaten, z.B. GPS-Koordinaten, des Sensormoduls, insbesondere des Installationsorts des Sensormoduls. Vorzugsweise werden die Geokoordinaten über eine Geoortungsfunktion, insbesondere eine GPS-Funktion, des externen Einrichtungsgeräts erfasst. Generell ist jedoch auch denkbar, dass das Sensormodul einen GPS-Sensor umfasst. Um möglichst exakte Geokoordinaten zu erhalten, kann der Monteur in dem Einrichtungsprozess dazu aufgefordert werden, bei der Erfassung der Geokoordinaten das externe Einrichtungsgerät in eine vorgegebene Position relativ zu dem Sensormodul zu verbringen, beispielsweise in Kontakt mit einer bestimmten Oberfläche des Sensormoduls. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung einer Zeitzone, eines Datums und/oder einer Uhrzeit. Vorzugsweise werden dabei die eingestellte Zeitzone, das Gerätedatum und/oder die Gerätezeit des externen Einrichtungsgeräts übernommen. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung einer genauen Installationsposition des Sensormoduls an einem Bauwerk, insbesondere eine genaue Befestigungsposition des Sensormoduls an dem Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerk. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung einer genauen Bezeichnung, insbesondere Typbezeichnung, des Bauwerks, insbesondere Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks, an dem das Sensormodul befestigt ist. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung von Bildern, insbesondere Fotographien, der Installationssituation, insbesondere der Einbausituation, des Sensormoduls. Die Bilder werden vorzugsweise mittels des externen Einrichtungsgeräts erstellt. Alternativ können die Bilder jedoch auch von einer Kamera des Sensormoduls oder von der externen Kamera, die mit dem Sensormodul in einer drahtlosen Kommunikationsverbindung steht, erstellt werden. Insbesondere umfasst der Einrichtungsprozess eine Erfassung eines Durchmessers des Seils des Bauwerks, insbesondere des Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerks, an dem das Sensormodul durch die Anbindungseinheit befestigt ist. Zudem wird das Outdoor-Sensornetzwerk mit mehreren, verschiedene Einsatzgebiete umfassenden Fernüberwachungssensorvorrichtungen, welche jeweils Sensormodule umfassen, die den verschiedenen Einsatzgebieten zugeordnet sind, und die jeweils mit einer gemeinsamen externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit drahtlos, insbesondere direkt, kommunizieren, vorzugsweise die jeweils in einer drahtlosen direkten Kommunikationsverbindung mit einer gemeinsamen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit sind, vorgeschlagen. Dadurch können vorteilhaft umfassende und/oder aussagekräftige Informationen zu Naturgefahrenrisiken, insbesondere an einem oder mehreren Einsatzgebieten, erhalten werden, verarbeitet werden und/oder in Handlungen und/oder Handlungsanweisungen umgesetzt werden.
Ferner wird außerdem ein Bauwerk, insbesondere Naturgefahrabwehrinstallation, vorzugsweise ein Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerk, wie beispielsweise eine Steinschlagbarriere, eine Lawinenverbauung, ein Steinschlagvorhang, eine Böschungssicherung, eine Murgangsperre und/oder ein Attenuator, mit zumindest einem Seil, insbesondere einem Abspanndrahtseil, und mit zumindest einem Sensormodul einer Fernüberwachungssensorvorrichtung, wobei das Sensormodul an dem Seil befestigt ist, vorgeschlagen. Dadurch können vorteilhaft umfassende und/oder aussagekräftige Informationen zu Naturgefahrenrisiken des Bauwerks und/oder in einer näheren Umgebung des Bauwerks erhalten werden.
Insbesondere umfasst das Bauwerk zumindest ein weiteres Seil. Insbesondere ist an dem weiteren Seil ein weiteres Sensormodul der Fernüberwachungssensorvorrichtung befestigt. Es ist auch denkbar, dass dem Bauwerk mehr als zwei Sensormodule der Fernüberwachungssensorvorrichtung zugeordnet sind, insbesondere, dass mehr als zwei Sensormodule der Fernüberwachungssensorvorrichtung an dem Bauwerk befestigt sind.
Das erfindungsgemäße Analyse- und/oder Vorhersageverfahren und/oder die erfindungsgemäße Fernüberwachungssensorvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Analyse- und/oder Vorhersageverfahren und/oder die erfindungsgemäße Fernüberwachungssensorvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen, Verfahrensschritten und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Outdoor-Sensornetzwerks mit Fernüberwachungssensorvorrichtungen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines als Bauwerk ausgebildeten Einsatzgebiets einer Fernüberwachungssensorvorrichtung des Outdoor-Sensornetzwerks,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines an einem Seil des Bauwerks befestigten Sensormoduls der Fernüberwachungssensorvorrichtung,
Fig. 4 eine weitere schematische, perspektivische Ansicht des Sensormoduls der Fernüberwachungssensorvorrichtung,
Fig. 5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Einrichtungsprozesses des Sensormoduls,
Fig. 6 ein schematisches Ablaufdiagramm eines auf dem Outdoor- Sensornetzwerk basierenden Analyse- und/oder Vorhersageverfahrens zu einem Schutz vor Naturgefahren und Fig. 7 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur sensornahen Analyse von Sensordaten durch die Sensormodule.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Outdoor-Sensornetzwerks 12. Das Outdoor-Sensornetzwerk 12 ist zumindest dazu vorgesehen, Sensordaten für ein im Folgenden beschriebenes sensornetzwerkbasiertes Analyse- und/oder Vorhersageverfahren aufzuzeichnen. Das Outdoor-Sensornetzwerk 12 umfasst mehrere Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36 (vgl. Fig. 2). Das Outdoor- Sensornetzwerk 12 erstreckt sich über eine Mehrzahl verschiedener Einsatzgebiete 20. Die Einsatzgebiete 20 können über die gesamte Welt verteilt angeordnet sein. Jeweils eine Fernüberwachungssensorvorrichtung 36 ist jeweils einem der verschiedenen Einsatzgebiete 20 zugeordnet. Jede der Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36 umfasst ein oder mehrere Sensormodule 10, die dadurch ebenfalls den jeweiligen Einsatzgebieten 20 fest zugeordnet sind. Zudem zeigt die Fig. 1 eine externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14, welche insbesondere auch dem Outdoor-Sensornetzwerk 12 zugeordnet werden kann. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist als eine Cloud ausgebildet. Alternativ könnte die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 jedoch auch als ein einzelner zentraler Server oder Serververbund ausgebildet sein. Die Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36, vorzugsweise die Sensormodule 10 der jeweiligen Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36, kommunizieren drahtlos mit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14. Die Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36, vorzugsweise die Sensormodule 10 der jeweiligen Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36, kommunizieren direkt mit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14. Die Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36, vorzugsweise die Sensormodule 10 der jeweiligen Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36, kommunizieren über eine direkte GSM-Mobilfunkdatenverbindung mit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14. Dieselbe externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 kommuniziert mit allen Sensormodulen 10 aller Fernüberwachungssensorvorrichtungen 36 des Outdoor-Sensornetzwerks 12. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist dazu vorgesehen, Sensordaten von mehreren über verschiedene Einsatzgebiete 20, 20’, 20” verteilten Sensormodulen 10, 10’, 10” zu empfangen. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 weist eine Kommunikationseinrichtung (nicht gezeigt) zur Kommunikation mit dem Outdoor-Sensornetzwerk 12 auf.
Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 bildet eine gemeinsame externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 aller Sensormodule 10 des Outdoor-Sensornetzwerks 12 aus. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 sammelt von allen Sensormodulen 10 des Outdoor- Sensornetzwerks 12 die ermittelten Sensordaten. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 umfasst eine Speichereinheit 16 mit zumindest einem Datenspeichermedium. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist dazu vorgesehen, die gesammelten Sensordaten der Sensormodule 10 des Outdoor-Sensornetzwerks 12 in der Speichereinheit 16 abzuspeichern. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist dazu vorgesehen, weitere Daten aus sensornetzwerkexternen Datenbanken 90 zu empfangen, zu sammeln und/oder abzuspeichern. Die weiteren Daten aus den sensornetzwerkexternen Datenbanken 90 umfassen u.a. weitere Information über das Einsatzgebiet 20.
Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 umfasst eine Prozessoreinheit 88 mit zumindest einem Prozessor. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 umfasst ein zu einer Verarbeitung der gesammelten und/oder abgespeicherten Daten vorgesehenes Betriebsprogramm, welches von der Prozessoreinheit 88 aufgerufen und ausgeführt werden kann. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist dazu vorgesehen, die gesammelten und/oder abgespeicherten Daten mittels des Betriebsprogramms zu analysieren und/oder aufzubereiten. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist dazu vorgesehen, die gesammelten und/oder abgespeicherten Daten mittels des Betriebsprogramms miteinander in einen Zusammenhang zu bringen. Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist dazu vorgesehen, mittels des Betriebsprogramms eine Mustererkennung anhand der gesammelten und/oder abgespeicherten Daten vorzunehmen.
Die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ist dazu vorgesehen, die mittels des Betriebsprogramms verarbeiteten und aufbereiteten Daten und/oder die unverarbeiteten von den Sensormodulen 10 empfangenen Daten einem Nutzerkreis 18 zur Verfügung zu stellen. Der Nutzerkreis 18 kann beispielsweise mittels eines Anzeigegeräts 92, welches u.a. als PC oder als Smartphone ausgebildet sein kann, auf die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14, insbesondere auf ein Nutzerportal („Dashboard“) der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14, zugreifen. Alternativ ist auch denkbar, dass die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 Daten an den Nutzerkreis 18, insbesondere an Anzeigegeräte 92 des Nutzerkreises 18 (z.B. in Nachrichtenform) versendet. Zudem ist denkbar, dass der Nutzerkreis 18 eine Drohne 34 umfasst.
Ein Teil der Einsatzgebiete 20 sind Bauwerke 24. Wenigstens eines der Einsatzgebiete 20 ist dabei ein, atmosphärischer Korrosion ausgesetzte Metallteile umfassendes Bauwerk 24. Die Metallteile des Bauwerks 24 sind z.B. Seile 56 (vgl. Fig. 2), insbesondere mit Abspanndrahtseilen 228. Ein Teil der durch Bauwerke 24 gebildeten Einsatzgebiete 20 sind Naturgefahrabwehrinstallationen 32. Ein beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Steinschlagbarriere 76 ausgebildet. Die Steinschlagbarriere 76 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Lawinenverbauung 78 ausgebildet. Die Lawinenverbauung 78 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als ein Steinschlagvorhang 80 ausgebildet. Der Steinschlagvorhang 80 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Böschungssicherung 82 ausgebildet. Die Böschungssicherung 82 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Murgangsperre 84 und/oder Murgangbarriere ausgebildet. Die Murgangsperre 84 und/oder die Murgangbarriere weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als ein Attenuator 86 ausgebildet. Der Attenuator 86 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein Teil der durch Bauwerke 24 gebildeten Einsatzgebiete 20 sind von Naturgefahrabwehrinstallationen 32 verschieden. Ein beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Hängebrücke 96 ausgebildet. Die Hängebrücke 96 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Stadiondachabspannung 98 ausgebildet. Die Stadiondachabspannung 98 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Windradabspannung 100, insbesondere als eine Windradmastabspannung, ausgebildet. Die Windradabspannung 100, insbesondere als eine Windradmastabspannung, weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiteres beispielhaftes Einsatzgebiet 20 der Figur 1 ist als eine Fassadenabspannung 102 ausgebildet. Die Fassadenabspannung 102 weist ein Seil 56, an dem ein Sensormodul 10 befestigt ist, auf. Ein weiterer Teil der Einsatzgebiete 20’ sind Orte ohne Bauwerke, wie z.B. ein Hang 94.
Die Fig. 2 zeigt beispielhaft eine schematische Ansicht eines der als Bauwerk 24 ausgebildeten Einsatzgebiete 20. Das in der Fig. 2 gezeigte Bauwerk 24 ist als eine Naturgefahrabwehrinstallation 32 ausgebildet. Das in der Fig. 2 gezeigte Bauwerk 24 ist als eine Abfang- und/oder Stabilisierungsvorrichtung 222, insbesondere als ein Abfang- und/oder Stabilisierungsbauwerk, ausgebildet. Das in der Fig. 2 gezeigte Bauwerk 24 ist als Steinschlagbarriere 76 ausgebildet. Die Steinschlagbarriere 76 umfasst ein Drahtnetz 226, welches beispielhaft als ein Ringnetz ausgebildet ist und in der Figur 2 nur abschnittsweise dargestellt ist. Die Ringe des Ringnetzes bilden in diesem Fall die Maschen des Drahtnetzes 226 aus. Ein Durchmesser der Ringe des Ringnetzes stellt somit die Maschengröße des Drahtnetzes 226 dar. Das Einsatzgebiet 20, insbesondere die Steinschlagbarriere 76, weist die Fernüberwachungssensorvorrichtung 36 auf. Die dem Einsatzgebiet 20, insbesondere der Steinschlagbarriere 76, zugeordnete Fernüberwachungssensorvorrichtung 36 umfasst beispielhaft drei Sensormodule 10, 10’, 10”. Die Sensormodule 10, 10’, 10” sind jeweils an unterschiedlichen Seilen 56, 56’, 56” der Steinschlagbarriere 76 befestigt. Die Sensormodule 10, 10’, 10” sind jeweils in unterschiedlichen Bereichen der Steinschlagbarriere 76 angeordnet. Eines der Sensormodule 10 ist in einem aus einer Frontansicht der Steinschlagbarriere 76 gesehenen oberen linken Endbereich der Steinschlagbarriere 76 angeordnet. Ein weiteres der Sensormodule 10’ ist in einem aus der Frontansicht der Steinschlagbarriere 76 gesehenen oberen rechten Endbereich der Steinschlagbarriere 76 angeordnet. Ein zusätzliches weiteres der Sensormodule 10” ist in einem aus der Frontansicht der Steinschlagbarriere 76 gesehenen unteren linken Endbereich der Steinschlagbarriere 76 angeordnet. Alternative Anordnungen von Sensormodulen 10, 10’, 10” und/oder Anordnungen von weiteren Sensormodulen 10, 10’, 10” an der Steinschlagbarriere 76 sind denkbar. Die Seile 56, 56’, 56” sind jeweils Abspanndrahtseile 228 der Steinschlagbarriere 76. Bei einem Einschlag eines Einschlagskörpers (nicht gezeigt) in die Steinschlagbarriere 76 werden Seilkräfte auf die Seile 56, 56’, 56” ausgeübt. Die Sensormodule 10, 10’, 10” sind jeweils auf einer, insbesondere relativ zu einer Gravitationsrichtung 126 gesehenen, Oberseite des jeweiligen zugehörigen Seils 56, 56’, 56” angeordnet.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines an einem Seil 56 befestigten Sensormoduls 10 der Fernüberwachungssensorvorrichtung 36. Das Sensormodul 10 weist eine Anbindungseinheit 224 auf. Die Anbindungseinheit 224 ist zu einer unmittelbaren Befestigung des Sensormoduls 10 an dem Seil 56 des Bauwerks 24 vorgesehen. Die Anbindungseinheit 224 umfasst ein Seilaufnahmeelement 104. Das Seilaufnahmeelement 104 ist als ein U-Haken ausgebildet. Die Anbindungseinheit 224 umfasst ein Spannelement 106. Die Anbindungseinheit 224 umfasst ein weiteres Spannelement 108. Die Spannelemente 106, 108 sind als Muttern ausgebildet. Das Seilaufnahmeelement 104 weist an jedem Ende ein Gewinde zu einem Aufschrauben der Spannelemente 106, 108 auf. Zu einer Befestigung des Sensormoduls 10 an dem Seil 56 wird das Seilaufnahmeelement 104 über das Seil 56 gestülpt, durch tunnelartige Ausnehmungen 110 innerhalb des Sensormoduls 10 geführt und auf einer dem Seil 56 gegenüberliegenden Seite des Sensormoduls 10 durch Aufschrauben der Spannelemente 106, 108 auf das Seilaufnahmeelement 104 gesichert. Die Spannelemente 106, 108 werden so fest auf das Seilaufnahmeelement 104 aufgeschraubt, dass dadurch eine Seite des Seils 56 von dem Seilaufnahmeelement 104 an eine Außenseite des Sensormoduls 10 gepresst wird. Die Anbindungseinheit 224 ist dazu vorgesehen, das Sensormodul 10 relativ zu einer Längsachse des Seils 56 rutschfest an dem Seil 56 zu befestigen. Die Anbindungseinheit 224 ist dazu vorgesehen, das Sensormodul 10 und relativ zu einer Längsachse des Seils 56 drehfest an dem Seil 56 zu befestigen.
Die Fig. 4 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht des Sensormoduls 10 der Fernüberwachungssensorvorrichtung 36 (ohne Anbindungseinheit 224), insbesondere einer Oberseite 120 des Sensormoduls 10. Das dargestellte Sensormodul 10 ist für einen Einsatz in dem Outdoor-Sensornetzwerk 12 vorgesehen.
Das Sensormodul 10 weist einen Outdoor-Korrosionssensor 38 auf. Der Outdoor- Korrosionssensor 38 ist zur Messung von Outdoor-Korrosionsmessdaten vorgesehen. Der Outdoor-Korrosionssensor 38 ist zur Messung einer Korrosionsstärke vorgesehen. Der Outdoor-Korrosionssensor 38 ist zur Messung einer Korrosionsschutzschicht-Abtragrate vorgesehen. Der Outdoor- Korrosionssensor 38 ist als ein ACM-Sensor ausgebildet. Der Outdoor- Korrosionssensor 38 umfasst Elektroden 112, 114. Im beispielhaft dargestellten Fall weist der Outdoor-Korrosionssensor 38 genau fünf Elektroden 112, 114 auf. Die Elektroden 112, 114 sind parallel zueinander ausgerichtet. Jeweils zwei Elektroden 114 sind oberhalb und unterhalb einer zentralen Elektrode 112 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die zentrale Elektrode 112 bildet eine Anode aus. Die anderen Elektroden 114 bilden eine Kathode aus. Die Elektroden 112, 114 weisen zueinander zumindest im Wesentlichen identische Außenformen auf. Oberflächen der die Kathode ausbildenden Elektroden 114 weisen ein edleres Metall auf als eine Oberfläche der die Anode ausbildenden zentralen Elektrode 112. Im beispielhaft dargestellten Fall ist die Oberfläche der die Kathode ausbildenden Elektroden 114 aus einem Stahl ausgebildet, während die Oberfläche der die Anode ausbildenden Elektrode 114 aus Zink, insbesondere einer Zinkbeschichtung eines Stahldrahts, ausgebildet ist. Der als ACM-Sensor ausgebildete Outdoor-Korrosionssensor 38 weist zwischen den Elektroden 112, 114 jeweils einen Luftspalt aus. Der Luftspalt wirkt als ein Isolator. Zwischen den Elektroden 114 der Kathode und der Elektrode 112 der Anode besteht ein Abstand von höchstens 0,4 mm, vorzugsweise höchstens 0,3 mm und bevorzugt höchstens 0,2 mm. Zwischen den Elektroden 114 der Kathode besteht ebenfalls ein Abstand von höchstens 0,4 mm, vorzugsweise höchstens 0,3 mm und bevorzugt höchstens 0,2 mm. An seinen seitlichen Enden weist der Outdoor-Korrosionssensor 38 zwei als Isolatoren ausgebildete Endkappen 116, 118 auf. Die Endkappen 116, 118 dienen als Halterung für die Elektroden 112, 114. Innerhalb der Endkappen 116, 118 sind elektrische Kontaktierungen der Elektroden 112, 114 geführt. Die Endkappen 116, 118 und/oder die Durchführungen der elektrischen Kontaktierungen der Elektroden 112, 114 in ein Inneres eines Sensormodulgehäuses 44 des Sensormoduls 10 sind zumindest im Wesentlichen hermetisch versiegelt. Im trockenen Zustand ist wegen des Luftspalts die Verbindung von Anode zu Kathode stromfrei. Bei einer Benetzung des Outdoor- Korrosionssensors 38, beispielsweise durch Kondensationsfeuchte oder Niederschlagsfeuchte, kann mittels in Wasser gelöster, insbesondere von einer der Elektroden 112, 114 stammender, leitfähiger Teilchen, beispielsweise Ionen, ein Strom fließen. Unterschiedliche Redoxpotentiale der verschiedenen Materialien der Elektrode 112 der Anode und der Elektroden 114 der Kathode treiben diesen Stromfluss. Bei Stromfluss wird Material von der Anode abgetragen. Der Stromfluss ist proportional zu einem Materialabtrag. Der Stromfluss ist abhängig von der Art und Menge im Wasser gelöster Chemikalien. Beispielsweise führt eine steigende Menge von Salzen, beispielsweise Sulfate oder Kochsalz, zu einem erhöhten Stromfluss. Der Outdoor-Korrosionssensor 38 ist auf der Oberseite 120 des Sensormoduls 10 angeordnet. Zu einer Messung des durch eine Korrosion erzeugten Korrosionsstromflusses umfasst der Outdoor- Korrosionssensor 38 zumindest einen Ladungsspeicher 58. Der Ladungsspeicher 58 ist als ein Kondensator ausgebildet. Der Ladungsspeicher 58 wird durch den Korrosionsstromfluss bis zu einer Grenzladung aufgeladen. Wenn der Ladungsspeicher 58 durch den Korrosionsstromfluss bis zu der Grenzladung aufgeladen ist, entlädt sich der Ladungsspeicher 58 in einem Strompuls. Das Sensormodul 10, insbesondere der Outdoor-Korrosionssensor 38, weist ein Amperemeter 60 auf. Das Amperemeter 60 ist dazu vorgesehen, die durch die Entladeströme des Ladungsspeichers 58 erzeugten Strompulse zu messen. Das Sensormodul 10 ist dazu vorgesehen, aus den durch die Entladeströme des Ladungsspeichers 58 erzeugten Strompulsen die Outdoor-Korrosionsmessdaten zu bestimmen.
Das Sensormodul 10 weist einen Beschleunigungssensor 50 auf. Der Beschleunigungssensor 50 ist in dem Inneren des Sensormodulgehäuses 44 angeordnet. Der Beschleunigungssensor 50 ist dazu vorgesehen, Erschütterungen des Sensormoduls 10 zu detektieren. Das Sensormodul 10 weist einen Orientierungssensor 52 auf. Der Orientierungssensor 52 ist dazu vorgesehen, eine relative Orientierung des Sensormoduls 10, insbesondere eine relative Orientierung der Oberseite 120 des Sensormoduls 10, zu der Gravitationsrichtung 126 zu detektieren. Das Sensormodul 10 weist einen Seil kraftsensor 30 auf. Der Seilkraftsensor 30 ist dazu vorgesehen, eine Kraft, welche auf das Seil 56, an dem das Sensormodul 10 befestigt ist, wirkt, zu detektieren. Der Seilkraftsensor 30 umfasst einen Dehnmessstreifen 54. Das Sensormodul 10 weist ein Seilkontaktelement 128 auf. Der Seil kraftsensor 30 weist des Seilkontaktelement 128 auf. Das Seilkontaktelement 128 ist an einer Außenseite, insbesondere an einer Unterseite 130, des Sensormoduls 10 angeordnet. Der Dehnmessstreifen 54 ist zu einer indirekten Messung der Seilkraft über eine Stärke und/oder ein Ausmaß einer durch das Seil 56 hervorgerufenen Verformung des Seilkontaktelements 128 des Sensormoduls 10 vorgesehen. Der Dehnmessstreifen 54 ist getrennt von dem Seil 56, dessen Seilkräfte durch den Seil kraftsensor 30 überwacht werden sollen, angeordnet. Der Dehnmessstreifen 54 ist auf einer dem Seil 56 gegenüberliegenden Seite des Seilkontaktelements 128 angeordnet. Der Dehnmessstreifen 54 ist auf einer Innenseite des Sensormodulgehäuses 44, insbesondere im Inneren des Sensormodulgehäuses 44, angeordnet. Der Seil kraftsensor 30 ist zumindest teilweise einstückig mit der Anbindungseinheit 224 des Sensormoduls 10 ausgebildet. Oberflächen, insbesondere Seilkontaktflächen, des Sensormoduls 10 in einem (Nah-) Bereich des Seilkontaktelements 128 und in einem (Nah-) Bereich der Anbindungseinheit 224 liegen in zueinander unterschiedlichen, aber vorzugsweise dennoch zueinander parallelen, Ebenen. Die Seilkontaktflächen des Seilkontaktelements 128 und der Anbindungseinheit 224 sind entlang einer Längsrichtung 132 des Sensormoduls 10 und/oder des Seils 56 angeordnet. Das Seil 56 ist über die Seilkontaktflächen des Seilkontaktelements 128 und des Seils 56 und/oder des Sensormoduls 10 voneinander beabstandet. Durch die Anlagen des Seils 56 an das Sensormodul 10 im Bereich des Seilkontaktelements 128 und im Bereich der Anbindungseinheit 224 wird das Seil 56 von einem geraden Verlauf abgelenkt. Die Anbindungseinheit 224 und/oder das Seilkontaktelement 128 sind dazu vorgesehen, dass Seil 56 abschnittsweise umzulenken. Dadurch, dass die Anbindungseinheit 224 wesentlich zur Umlenkung des Seils 56 beiträgt, bildet die Anbindungseinheit 224, insbesondere das Seilaufnahmeelement 104, einen wesentlichen Teil des Seilkraftsensors 30 aus. Durch eine an dem Seil 56 anliegende, insbesondere ziehende, Seil kraft wird das, vorzugsweise über das Seilkontaktelement 128 und die Anbindungseinheit 224 umgelenkte, Seil 56 aus der Umlenkung rückausgelenkt. Durch eine an dem Seil 56 anliegende, insbesondere ziehende, Seil kraft wird das Seilkontaktelement 128 verbogen. Das Seilkontaktelement 128 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Metallbalken, insbesondere als ein Aluminiumbalken, ausgebildet. Der auf dem Seilkontaktelement 128, insbesondere auf einer Innenseite des Seilkontaktelements 128, angeordnete Dehnmessstreifen 54 wird durch die Verbiegung des Seilkontaktelements 128 (ungleichmäßig) gedehnt oder gestaucht. Aus der Dehnung des Dehnmessstreifens 54 ermittelt der Seil kraftsensor 30 die, die Verbiegung des Seilkontaktelements 128 verursachende Seilkraft.
Das Sensormodul 10 weist eine Energiespeichereinheit 124 auf. Die Energiespeichereinheit 124 kann als eine Batterie, insbesondere als eine Batterie mit einer Mindestlaufzeit von 10 Jahren unter Normalbedingungen, ausgebildet sein. Im in der Fig. 4 dargestellten Beispiel ist die Energiespeichereinheit 124 jedoch als ein Akkumulator 62 ausgebildet. Die Energiespeichereinheit 124 ist zumindest zu einer Stromversorgung zumindest einer Komponente des Sensormoduls 10, beispielsweise zumindest eines der Sensoren des Sensormoduls 10 und/oder zumindest einer Recheneinheit 66 des Sensormoduls 10 vorgesehen. Im beispielhaft dargestellten Fall dient der Korrosionsstromfluss des Outdoor-Korrosionssensors 38 als Ladestrom zur elektrischen Aufladung des Akkumulators 62. Das Sensormodul 10 weist eine Energy-Harvesting-Einheit 68 auf. Die Energy-Harvesting-Einheit 68 ist dazu vorgesehen, Strom aus einem Temperaturunterschied innerhalb des Sensormoduls 10, vorzugsweise innerhalb des Sensormodulgehäuses 44, zu gewinnen. Die Energie-Havesting-Einheit 68 umfasst einen thermoelektrischen Generator zur Stromerzeugung.
Das Sensormodul 10 weist eine Umgebungssensoreinheit 122 auf. Die Umgebungssensoreinheit 122 umfasst zumindest einen Umgebungssensor 40, vorzugsweise mehrere Umgebungssensoren 40, beispielsweise Thermometer, Hygrometer, Ombrometer, Pyranometer, Anemometer, Barometer und/oder zumindest weitere Messgeräte, wie Messgeräte zur Detektion von Spurengasen, Salzkonzentrationen oder von Aerosolkonzentrationen, etc. Die Umgebungssensoreinheit 122, insbesondere der Umgebungssensor 40, ist zu einer Messung von Troposphären-Messdaten vorgesehen. Das Sensormodulgehäuse 44 ist hermetisch abgeschlossen. Das Sensormodulgehäuse 44 ist zu einer hermetischen Trennung des Inneren des Sensormodulgehäuses 44 von der Umgebung vorgesehen. Zumindest einer der Umgebungssensoren 40 weist einen Messfühler (nicht gezeigt) auf, welcher aus dem Sensormodulgehäuse 44 des Sensormoduls 10 herausragt. Der Messfühler ist zur Aufrechterhaltung des hermetischen Abschlusses hermetisch vergossen. Das Sensormodulgehäuse 44 ist frei von Kabeleingängen ausgebildet. Das Sensormodulgehäuse 44 ist frei von Kabelausgängen ausgebildet. Das Sensormodulgehäuse 44 ist frei von Druckschaltern ausgebildet. Das Sensormodulgehäuse 44 ist frei von mechanischen Schaltern ausgebildet. Das Sensormodulgehäuse 44 ist frei von Außenantennen ausgebildet.
Das Sensormodul 10 weist eine Kommunikationseinheit 42 auf. Die Kommunikationseinheit 42 ist zu einer drahtlosen und/oder direkten Übermittlung von Sensordaten, insbesondere der Umgebungssensoreinheit 122 und/oder des Outdoor-Korrosionssensors 38, an die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 vorgesehen. Die Kommunikationseinheit 42 ist dazu vorgesehen, die Sensordaten ohne Umwege über eine oder mehrere Sammelstellen für Sensordaten, von dem jeweiligen Sensormodul 10 an die gemeinsame externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 zu übermitteln. Die Kommunikationseinheit 42 umfasst ein GSM Empfangs- und Sendemodul. Die Kommunikationseinheit 42 ist mit einer SIM-Karte ausgestattet, welche einen Datentransfer eines Datenvolumens von ca. 10 Jahren Dauerbetrieb aller Sensoren des Sensormoduls 10 erlaubt (ca. 1 GB). Die Kommunikationseinheit 42 ist frei von Außenantennen ausgebildet. Die Kommunikationseinheit 42 umfasst eine integrierte Antenne.
Das Sensormodul 10, insbesondere die Kommunikationseinheit 42, weist eine drahtlose Kameraschnittstelle auf. Die drahtlose Kameraschnittstelle ist zu einer Kopplung mit einer externen Kamera 46 vorgesehen. Die externe Kamera 46 kann beispielsweise als eine Wildkamera und/oder als eine das Sensormodul 10 und/oder das Bauwerk 24 überwachende Überwachungskamera ausgebildet sein. Die externe Kamera 46 ist insbesondere als eine Bluetooth-Kamera ausgebildet. Die Fernüberwachungssensorvorrichtung 36 und/oder das Outdoor- Sensornetzwerk 12 umfassen die externe Kamera 46. Zudem ist denkbar, dass die Kommunikationseinheit 42 über eine weitere Kommunikationsschnittstelle mit reduzierter Sendereichweite verfügt, welche bei einer Nichterreichbarkeit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 dazu vorgesehen ist, die Sensordaten an ein, vorzugsweise benachbartes, weiteres Sensormodul 10’ des Outdoor-Sensornetzwerks 12, welches demselben Einsatzgebiet 20 zugeordnet ist oder welches einem weiteren, insbesondere benachbarten Einsatzgebiet 20 zugeordnet ist, zu übermitteln.
Das Sensormodul 10 weist die Recheneinheit 66 auf. Die Recheneinheit 66 ist zu einer Kontrolle, Steuerung und/oder Regelung interner Funktionen des Sensormoduls 10, beispielsweise von Sensoren des Sensormoduls 10, von externen Sensoren, wie z.B. die externe Kamera 46, der Kommunikationseinheit 42, z.B. zu einer Verschlüsselung der von der Kommunikationseinheit 42 ausgesandten Sensordaten, etc., vorgesehen. Die Recheneinheit 66 weist ein speziell entwickeltes und nicht auf existierenden Betriebssystemen aufbauendes eigenes Betriebssystem auf.
Das Sensormodul 10 weist eine Voranalyseeinheit 64 auf. Die Voranalyseeinheit 64 ist einstückig mit der Recheneinheit 66 ausgebildet. Die Voranalyseeinheit 64 ist dazu vorgesehen, eine sensornahe Voranalyse von Messdaten, insbesondere von Rohmessdaten, zumindest eines der Sensoren des Sensormoduls 10 durchzuführen. Die Voranalyseeinheit 64 ist dazu vorgesehen, eine sensornahe Voranalyse von Messdaten, insbesondere von Rohmessdaten, zumindest eines mit dem Sensormodul 10 gekoppelten externen Sensors, wie z.B. der externen Kamera 46, durchzuführen. Die Voranalyseeinheit 64 ist dazu vorgesehen, eine selbstständige Auswahl darüber zu treffen, welcher Teil eines Messdatensatzes eines Sensors von der Kommunikationseinheit 42 ausgesendet wird. Die Voranalyseeinheit 64 ist dazu vorgesehen, eine selbstständige Auswahl darüber zu treffen, ob ein Messdatensatz eines Sensors von der Kommunikationseinheit 42 ausgesendet wird oder nicht. Die Voranalyseeinheit 64 ist dazu vorgesehen, anhand von Messdaten zumindest eines Sensors des Sensormoduls 10 und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul 10 gekoppelten externen Sensors, wie z.B. der externen Kamera 46, ein Sendeintervall der Kommunikationseinheit 42 festzulegen. Die Voranalyseeinheit 64 ist dazu vorgesehen, anhand von Messdaten zumindest eines Sensors des Sensormoduls 10 und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul 10 gekoppelten externen Sensors, wie z.B. der externen Kamera 46, eine Regelung von Standby-Phasen und/oder Messintervallen zumindest des Sensors und/oder zumindest eines weiteren Sensors festzulegen.
Die Fernüberwachungssensorvorrichtung 36 weist ein externes Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48 auf. Das externe Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48 ist dazu vorgesehen, das Sensormodul 10 in Abhängigkeit von einer relativen Positionierung des externen Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselements 48 zu dem Sensormodulgehäuse 44 zu aktivieren und/oder zu deaktivieren. Das externe Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48 ist als ein externer Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsmagnet ausgebildet, welcher zumindest von einem Teil des Sensormodulgehäuses 44 magnetisch angezogen wird und/oder welcher auf zumindest einen Teil des Sensormodulgehäuses 44 magnetisch anziehend wirkt. Das Sensormodulgehäuse 44 weist eine Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsfläche 136 auf. Die Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsfläche 136 umfasst ein magnetisches, vorzugsweise ein ferromagnetisches Material. Solange das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48 in dem Bereich der Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsfläche 136 auf dem Sensormodulgehäuse 44 angeordnet ist, befindet sich das Sensormodul 10 in einem deaktivierten Zustand. Solange das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48 außerhalb des Bereichs der Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsfläche 136 auf dem Sensormodulgehäuse 44 angeordnet ist und/oder solange das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48 vollständig von dem Sensormodulgehäuse 44 entfernt ist, befindet sich das Sensormodul 10 in einem aktivierten Zustand. Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Vorgehensweise denkbar. In Abhängigkeit davon, ob das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48, insbesondere der Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsmagnet, in dem Bereich der Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsfläche 136 angeordnet ist oder nicht befindet sich das Sensormodul in dem aktivierten Zustand oder in dem deaktivierten Zustand (oder umgekehrt).
Das Sensormodul 10 weist ein Einrichtungsmodul 70 auf. Das Einrichtungsmodul 70 ist dazu vorgesehen, mit einem externen Einrichtungsgerät 72 eines Monteurs, beispielsweise mit einem Smartphone, zu einer Konfiguration des Sensormoduls 10 drahtlos zu kommunizieren. Das Sensormodul 10, insbesondere das Einrichtungsmodul 70, umfasst ein Einrichtungselement 74, welches von dem externen Einrichtungsgerät 72 zur Initiierung der Konfiguration des Sensormoduls 10 auslesbar oder ansteuerbar ist. Im in der Fig. 4 dargestellten Beispiel ist das Einrichtungselement 74 als ein QR-Code ausgebildet. Der QR-Code ist im dargestellten Fall auf das Sensormodulgehäuse 44 aufgebracht. Das Einrichtungsmodul 70 ist, insbesondere im Zusammenspiel mit dem externen Einrichtungsgerät 72, zu einer Durchführung eines zumindest teilautomatisierten Einrichtungsprozesses 134 vorgesehen (vgl. Fig. 5).
Die Figur 5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des zumindest teilautomatisierten Einrichtungsprozesses 134. In zumindest einem Einrichtungsschritt 138 wird das Sensormodul 10 in ein Einsatzgebiet 20 verbracht und an / in dem Einsatzgebiet 20 installiert. In zumindest einem weiteren Einrichtungsschritt 140 wird das Sensormodul 10 aktiviert. Zu der Aktivierung wird beispielsweise in dem Einrichtungsschritt 140 das Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement 48 aus dem Bereich der Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsfläche 136 entfernt. In zumindest einem weiteren Einrichtungsschritt 142 wird das Einrichtungselement 74 ausgelesen. In dem Einrichtungsschritt 142 wird beispielsweise der auf dem Sensormodulgehäuse 44 aufgebrachte QR-Code von dem externen Einrichtungsgerät 72 gescannt. Es ist denkbar, dass in dem Einrichtungselement 74 bereits Basisdaten des Sensormoduls 10 enthalten sind, welche automatisch in den mittels des Einrichtungsmoduls 70 durchgeführten Einrichtungsprozess 134 übernommen werden. In zumindest einem weiteren Einrichtungsschritt 144 wird automatisch eine App auf dem externen Einrichtungsgerät 72 geöffnet. In dem Einrichtungsschritt 144 werden die bereits aus dem Einrichtungselement 74 entnommenen Basisdaten des Sensormoduls 10 (beispielsweise Seriennummer, Sensormodultyp, etc.) automatisch in die App übernommen. In zumindest einem weiteren Einrichtungsschritt 146 wird ein durch die App geführter, insbesondere schrittweiser Einrichtungsvorgang gestartet. In dem durch die App geführten Einrichtungsprozess 134 werden die bereits weiter oben beschriebenen Merkmale des Sensormoduls 10, des Monteurs, des Einsatzgebiets 20, etc. erfasst. In zumindest einem weiteren Einrichtungsschritt 148 wird der Einrichtungsvorgang abgeschlossen und die erfassten Daten werden von der Kommunikationseinheit 42 und/oder von dem externen Einrichtungsgerät 72 (direkt und drahtlos) an die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 übermittelt.
Die Figur 6 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des sensornetzwerkbasierten Analyse- und/oder Vorhersageverfahrens zu einem Schutz vor Naturgefahren.
In zumindest einem Verfahrensschritt 182 werden die Sensormodule 10, 10’, 10” des Outdoor-Sensornetzwerks 12 im Vorfeld einer Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme oder im Vorfeld einer geplanten Baumaßnahme in einem Einsatzgebiet 20 installiert. Dabei können die Sensormodule 10, 10’, 10” des Outdoor-Sensornetzwerks 12 zur Feststellung einer lokalen Notwendigkeit einer Naturgefahren-Sicherungsmaßnahme in der bisher von Naturgefahren- Sicherungsmaßnahmen freien Umgebung des Einsatzgebiets 20, z.B. an dem Hang 94, installiert werden. Alternativ oder zusätzlich werden in zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 184 die Sensormodule 10, 10’, 10” des Outdoor- Sensornetzwerks 12 in einem als ein bereits errichtetes Bauwerk 24 ausgebildeten Einsatzgebiet 20 installiert. Dabei werden die Sensormodule 10, 10’, 10” des Outdoor-Sensornetzwerks 12 an dem Bauwerk 24, insbesondere an Seilen 56 des Bauwerks 24, befestigt.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 150 werden die elektronischen Sensordaten der verteilt angeordneten Sensormodule 10, 10’, 10” des Outdoor- Sensornetzwerks 12 von der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 empfangen. Die externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 sammelt dabei die empfangenen Sensordaten. Die empfangenen und gesammelten Sensordaten umfassen zumindest Outdoor-Korrosionsmessdaten, Einschlagssensordaten, Seilkraft-Sensordaten und Troposphären-Messdaten. Die Troposphären- Messdaten sind dabei jeweils geographisch einem Satz Korrosionsmessdaten, einem Satz Einschlagssensordaten und einem Satz Seilkraft-Sensordaten zugeordnet. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 152 werden die empfangenen und gesammelten Sensordaten des Outdoor-Sensornetzwerks 12 in der Speichereinheit 16 der gemeinsamen externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 abgespeichert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 154 werden die empfangenen, gesammelten und abgespeicherten Sensordaten des Outdoor-Sensornetzwerks 12 zur Ermittlung eines Naturgefahrenrisikos in den jeweiligen Einsatzgebieten 20, 20’, 20” der Sensormodule 10, 10’, 10” des Outdoor-Sensornetzwerks 12 durch die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 analysiert. In die in dem Verfahrensschritt 154 durchgeführte Analyse der Sensordaten fließt zudem wenigstens eine von den Outdoor-Korrosionsmessdaten, von den Einschlagssensordaten, von den Seilkraft-Sensordaten und von den Troposphären-Messdaten verschiedene weitere Information über das jeweilige Einsatzgebiet 20 direkt mit ein.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 156 wird anhand der Analyse der Sensordaten des Outdoor-Sensornetzwerks 12 in Verbindung mit der weiteren Information über die Einsatzgebiete 20, 20’, 20” ein Naturgefahrenrisiko ermittelt. Eine weitere Information über das Einsatzgebiet 20, die direkt in die in dem Verfahrensschritt 154 durchgeführte Analyse miteinfließt, kann eine Stärke einer Wildtieraktivität und/oder einer anthropogenen Aktivität, wie z.B. einer Wandereraktivität, in einer näheren Umgebung des Einsatzgebiets 20 sein. Eine erhöhte Wildtieraktivität und/oder eine erhöhte anthropogene Aktivität führt zu einer Erhöhung des in dem Verfahrensschritt 156 ermittelten Naturgefahrenrisikos. Eine zusätzliche weitere Information über das Einsatzgebiet 20, die direkt in die in dem Verfahrensschritt 154 durchgeführte Analyse miteinfließt, können Luftqualitätsdaten aus einer näheren Umgebung des Einsatzgebiets 20 sein. Eine erhöhte Konzentration bestimmter Luftschadstoffe führt zu einer Erhöhung des in dem Verfahrensschritt 156 ermittelten Naturgefahrenrisikos.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 158 wird das von der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 ermittelte Naturgefahrenrisiko einem autorisierten Nutzerkreis 18 zur Verfügung gestellt. Das in dem Verfahrensschritt 156 ermittelte und in dem Verfahrensschritt 158 zur Verfügung gestellte Naturgefahrenrisiko umfasst eine anhand der Sensordaten ermittelte Restlebensdauer von Bauwerken 24. Das in dem Verfahrensschritt 156 ermittelte und in dem Verfahrensschritt 158 zur Verfügung gestellte Naturgefahrenrisiko umfasst eine anhand der Sensordaten ermittelte Korrosionsschutzschicht- Abtragrate von korrosionsschutzbeschichteten Metallteilen, beispielsweise Drahtseilen 228. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 160 wird unter Einbeziehung der ermittelten Korrosionsschutzschicht-Abtragrate eine Korrosionsklassifizierung einer geographischen Umgebung des Einsatzgebiets 20, 20’, 20”, insbesondere einer Umgebung jedes an dem jeweiligen Einsatzgebiet 20 installierten Sensormoduls 10, festgelegt. Dazu wird aus den über einen langen Zeitraum (z.B. mindestens einen Monat, mindestens ein Jahr oder mindestens zwei Jahre) ermittelten realen Outdoor-Korrosionsmessdaten eine mittlere Korrosionsschutzschicht-Abtragrate bestimmt, welche zur Zuordnung einer jeweils passenden Korrosionsklasse mit Korrosionsklassifizierungen zugeordneten normierten Korrosionsschutzschicht-Abtragraten (z.B. der Norm ISO 12944- 1 :2019-01 ) abgeglichen wird.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 162 werden Naturgefahrenrisiken ermittelt, die Naturgefahrenrisiko-Prognosen umfassen. In dem Verfahrensschritt 162 werden die Naturgefahrenrisiko-Prognosen basierend auf in der Vergangenheit ermittelten Verläufen der Sensordaten erstellt. Alternativ oder zusätzlich werden in dem Verfahrensschritt 162 die Naturgefahrenrisiko- Prognosen basierend auf in der Vergangenheit ermittelten weiteren Informationen über das Einsatzgebiet 20 erstellt. In dem Verfahrensschritt 162 wird eine Mustererkennung anhand der Sensordaten und/oder der weiteren Informationen durchgeführt, in welcher Sensordatenverläufe von einzelnen Sensoren und/oder Korrelationen von Sensordatenverläufen unterschiedlicher Sensoren ermittelt werden, die auf eine Erhöhung oder Senkung des Naturgefahrenrisikos, beispielsweise eines Steinschlagrisikos, schließen lassen. In dem Verfahrensschritt 162 wird beispielsweise u.a. eine Mustererkennung anhand der Einschlagsdaten des Einschlagssensors 28 und/oder anhand der Seilkraft- Sensordaten eines Seilkraftsensors 30 des Sensormoduls 10, zusammen mit den Messreihen der Troposphären-Messdaten des Sensormoduls 10 und/oder zusammen mit den weiteren Informationen über das Einsatzgebiet 20 durchgeführt, worauf basierend eine als Einschlagvorhersage ausgebildete Naturgefahrenrisiko-Prognose ermittelt wird. In dem Verfahrensschritt 162 wird ein Data-Mining der von der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 gesammelten und abgespeicherten Sensordaten, vorzugsweise in Verbindung mit den von der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 gesammelten und abgespeicherten weiteren Informationen über die Einsatzgebiete 20, betrieben.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 186 wird eine Bewertung einer Notwendigkeit einer Durchführung der Naturgefahren-Sicherungsmaßnahme in dem Einsatzgebiet 20 mit den in dem Verfahrensschritt 182 installierten Sensormodulen 10, welches bisher frei von Naturgefahren- Sicherungsmaßnahmen ist, in Abhängigkeit von dem, insbesondere in dem Verfahrensschritt 156, ermittelten Naturgefahrenrisiko und/oder von der, insbesondere in dem Verfahrensschritt 162, ermittelten Naturgefahrenrisiko- Prognose vorgenommen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 188 wird eine Konfektionierung einer bereits geplanten, eine Installation eines Drahtnetzes 226 und/oder eines Drahtseils 228 umfassenden, Baumaßnahme in Abhängigkeit von dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen. In zumindest einem Teilverfahrensschritt 190 des Verfahrensschritts 188 wird eine Auswahl einer Art einer Korrosionsschutzschicht des Drahtnetzes 226 und/oder des Drahtseils 228 basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko, insbesondere basierend auf der ermittelten Korrosionsschutzschicht-Abtragrate, vorgenommen. In zumindest einem Teilverfahrensschritt 192 des Verfahrensschritts 188 wird eine Auswahl einer Dicke der Korrosionsschutzschicht des Drahtnetzes 226 und/oder des Drahtseils 228 basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko, insbesondere basierend auf der ermittelten Korrosionsschutzschicht-Abtragrate, vorgenommen. In zumindest einem Teilverfahrensschritt 194 des Verfahrensschritts 188 wird eine Auswahl einer Drahtdicke des Drahtnetzes 226 und/oder des Drahtseils 228 basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko, insbesondere basierend auf der ermittelten Naturgefahrenrisiko-Prognose (z.B. der erwarteten Häufigkeit und/oder Stärke von Ereignissen), vorgenommen. In zumindest einem Teilverfahrensschritt 196 des Verfahrensschritts 188 wird eine Auswahl eines Materials des Drahtnetzes 226 und/oder des Drahtseils 228 basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko, insbesondere basierend auf der ermittelten Naturgefahrenrisiko-Prognose (z.B. der erwarteten Häufigkeit und/oder Stärke von Ereignissen), vorgenommen. In zumindest einem Teilverfahrensschritt 198 des Verfahrensschritts 188 wird eine Auswahl einer Größe des Drahtnetzes 226 basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko, insbesondere basierend auf der ermittelten Naturgefahrenrisiko-Prognose (z.B. der erwarteten Orte für ein Auftreten von Ereignissen), vorgenommen. In zumindest einem Teilverfahrensschritt 200 des Verfahrensschritts 188 wird eine Auswahl einer Maschengröße von Maschen des Drahtnetzes 226 basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko, insbesondere basierend auf der ermittelten Naturgefahrenrisiko-Prognose (z.B. der Art von Ereignissen), vorgenommen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 22 wird basierend auf dem in dem Verfahrensschritt 156 ermittelten Naturgefahrenrisiko ein Wartungsplan für das Einsatzgebiet 20, vorzugsweise für das Bauwerk 24, angefertigt. Der Wartungsplan wird abhängig von den ermittelten Restlebensdauern des Bauwerks 24, insbesondere bestimmter Teile des Bauwerks 24, ermittelt. In dem Verfahrensschritt 22 wird eine Wartungsabfolge mehrerer getrennt voneinander angeordneter Bauwerke 24 festgelegt. Die Wartungsabfolge wird anhand einer über den Korrosionszustand des Bauwerks 24 und/oder die Restlebensdauer des Bauwerks 24 ermittelten Rangfolge der verschiedenen Bauwerke 24 festgelegt. In dem Verfahrensschritt 22 wird zudem ein Wartungstermin für das Bauwerk 24 festgelegt. Der Wartungstermin wird anhand des gemessenen Korrosionszustands des Bauwerks 24 und/oder der gemessenen Restlebensdauer des Bauwerks 24 festgelegt. Der Wartungstermin wird flexibel an den gemessenen Korrosionszustand des Bauwerks 24 und/oder die gemessene Restlebensdauer des Bauwerks 24 angepasst, sollten sich wesentliche Änderungen dieser Werte im Lauf der Zeit ergeben.
In zumindest einem Teilverfahrensschritt 164 des Verfahrensschritts 22 wird eine Organisation von Wartungspersonal basierend auf den ermittelten Naturgefahrenrisiken mehrerer Einsatzgebiete 20 vorgenommen. Dabei werden die festgelegten Wartungstermine derart auf das Wartungspersonal verteilt, dass eine möglichst gleichmäßige Auslastung des Wartungspersonals erreicht werden kann. Dabei werden die festgelegten Wartungstermine derart auf das Wartungspersonal verschiedener Wartungsstützpunkte verteilt, dass eine möglichst kurze gesamte Anfahrtszeit zu den zu wartenden Bauwerken 24 erreicht werden kann. Dabei werden die festgelegten Wartungstermine derart auf das Wartungspersonal verteilt, dass eine exakte Anpassung der durchzuführenden Wartungsvorgänge an individuelle Fähigkeiten des Wartungspersonals erreicht werden kann. In zumindest einem weiteren Teilverfahrensschritt 166 des Verfahrensschritts 22 wird eine Organisation von Wartungsgeräten basierend auf den ermittelten Naturgefahrenrisiken mehrerer Einsatzgebiete 20 vorgenommen. Dabei werden verfügbare Wartungsgeräte derart auf die festgelegten Wartungstermine verteilt, dass eine möglichst gleichmäßige Auslastung der Wartungsgeräte erreicht werden kann. Dabei werden die verfügbaren Wartungsgeräte derart auf die verschiedenen Wartungsstützpunkte verteilt, dass eine möglichst kurze Stillstandzeit der Wartungsgeräte, z.B. für Anfahrten zu den zu wartenden Bauwerken 24, erreicht werden kann. Dabei werden bei der Zuteilung der verfügbaren Wartungsgeräte an das verfügbare Wartungspersonal die individuellen Fähigkeiten des Wartungspersonals zum Betrieb der jeweiligen Wartungsgeräte berücksichtigt. In zumindest einem weiteren Teilverfahrensschritt 168 des Verfahrensschritts 22 wird eine Organisation von Verbrauchsmaterialien basierend auf ermittelten Naturgefahrenrisiken mehrerer Einsatzgebiete 20 vorgenommen. Dabei wird eine Bestellung und/oder Lieferung von Verbrauchsmaterialien derart auf die festgelegten Wartungstermine angepasst, dass eine möglichst geringe Lagerhaltung notwendig wird. Dabei wird eine Zuweisung von Verbrauchsmaterialien an Wartungspersonal derart auf die bevorstehenden Wartungstermine angepasst, dass eine Gesamtmenge der bei einer Wartungsfahrt mitgeführten Verbrauchsmaterialien möglichst klein gehalten werden kann.
In zumindest einem Verfahrensschritt 170 wird von zumindest einem Einschlagssensor 28 eines Sensormoduls 10, welches einem als Steinschlagbarriere 76 ausgebildeten Einsatzgebiet 20 zugeordnet ist, ein auf einen Einschlag eines Einschlagskörpers hinweisendes Einschlagsignal detektiert. Alternativ wird in zumindest einem Verfahrensschritt 172 von zumindest einem Seil kraftsensor 30 eines Sensormoduls 10, welches einem als Murgangsperre 84 ausgebildeten Einsatzgebiet 20 zugeordnet ist, ein auf ein Verfüllereignis, insbesondere auf einen Murgang, hinweisendes Seilkraftsignal detektiert. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 174 wird nach der Detektion des Einschlags in dem Verfahrensschritt 170 und/oder nach einer Detektion des Verfüllereignisses in dem Verfahrensschritt 172 in Abhängigkeit von einer Stärke und/oder einer Art des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses, insbesondere von der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14, eine, vorzugsweise automatisierte, Entscheidung getroffen, ob ein Wartungsauftrag oder ob eine sofortige Reparatur ausgelöst wird. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 176 wird ein Wartungsauftrag ausgelöst. Der Wartungsauftrag wird dann ausgelöst, wenn die von den Sensormodulen 10 gemessene Stärke des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses darauf schließen lässt, dass die Steinschlagbarriere 76 und/oder die Murgangsperre 84 durch den Einschlag und/oder durch das Verfüllereignis nicht schwer beschädigt wurden und/oder nur so stark beschädigt wurden, dass eine ausreichende Schutzwirkung gegenüber möglichen weiteren Ereignissen noch besteht. Der Wartungsauftrag wird ausgelöst, wenn die von den Sensormodulen 10 gemessene Art des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses, d.h. zum Beispiel der Verlauf der empfangenen Sensordaten während des Ereignisses, darauf schließen lässt, dass die Steinschlagbarriere 76 und/oder die Murgangsperre 84 durch den Einschlag und/oder durch das Verfüllereignis nicht schwer beschädigt wurden und/oder nur so stark beschädigt wurden, dass eine ausreichende Schutzwirkung gegenüber möglichen weiteren Ereignissen noch besteht. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 178 wird ein sofortiger Reparaturauftrag ausgelöst. Der sofortige Reparaturauftrag wird dann ausgelöst, wenn die von den Sensormodulen 10 gemessene Stärke des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses darauf schließen lässt, dass die Steinschlagbarriere 76 und/oder die Murgangsperre 84 durch den Einschlag und/oder durch das Verfüllereignis schwer beschädigt wurden und/oder so stark beschädigt wurden, dass eine ausreichende Schutzwirkung gegenüber möglichen weiteren Ereignissen nicht mehr besteht. Der sofortige Reparaturauftrag wird ausgelöst, wenn die von den Sensormodulen 10 gemessene Art des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses, d.h. zum Beispiel der Verlauf der empfangenen Sensordaten während des Ereignisses, darauf schließen lässt, dass die Steinschlagbarriere 76 und/oder die Murgangsperre 84 durch den Einschlag und/oder durch das Verfüllereignis schwer beschädigt wurden und/oder so stark beschädigt wurden, dass eine ausreichende Schutzwirkung gegenüber möglichen weiteren Ereignissen nicht mehr besteht. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 180, welcher insbesondere unterstützend für die Entscheidungsfindung des Verfahrensschritts 174 eingesetzt werden kann oder welcher aber auch zu beliebigen anderen Zeitpunkten vorgenommen werden kann, wird ein Einsatz der Drohne 34 von einem Ergebnis und/oder von einem Wert des ermittelten Naturgefahrenrisikos getriggert. Die Drohne 34 ist als eine Wartungsdrohne oder als eine Aufklärungsdrohne ausgebildet. In dem Verfahrensschritt 180 wird in Abhängigkeit von der Stärke und/oder der Art eines Einschlags in eine Steinschlagbarriere 76 und/oder eines Verfüllereignisses an einer Murgangsperre 84, insbesondere von der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14, eine, vorzugsweise automatisierte, Entscheidung getroffen, den Drohneneinsatz zu initiieren oder nicht.
In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 202 wird basierend auf dem in dem Verfahrensschritt 156 ermittelten Naturgefahrenrisiko eine Korrosionsdaten anzeigende Korrosionskarte, welche zumindest das Einsatzgebiet 20 umfasst, erstellt. Dazu werden in dem Verfahrensschritt 202 die Ortskoordinaten der jeweiligen in dem Einsatzgebiet 20 installierten Sensormodule 10 als die weitere Information über das Einsatzgebiet 20 miteinbezogen. Die Korrosionskarte zeigt eine Verteilung der Korrosionsdaten, insbesondere der Korrosionsstärken, über eine geographische Ausdehnung des Einsatzgebiets 20 und/oder über eine Ausdehnung eines das Einsatzgebiet 20 ausbildenden Bauwerks 24 an. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 26 wird die Korrosionskarte in ein Building Information Modeling (BIM)-System eines, beispielsweise als Naturgefahrabwehrinstallation 32 ausgebildeten, Einsatzgebiets 20 übernommen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 204 wird basierend auf der ermittelten Korrosionskarte eine, insbesondere lokale, Optimierung des, beispielsweise als Naturgefahrabwehrinstallation 32 ausgebildeten, Einsatzgebiets 20 vorgenommen. In dem Verfahrensschritt 204 wird beispielsweise ein Teil einer Steinschlagbarriere 76 oder einer Böschungssicherung 82 oder dergleichen verstärkt. Beispielsweise wird dabei der Teil der Steinschlagbarriere 76, der Böschungssicherung 82 o. dgl. mit einem Drahtnetz 226 und/oder einem Drahtseil 228 mit erhöhter Zugfestigkeit, erhöhter Dicke einer Korrosionsschutzbeschichtung, erhöhter Drahtdicke, etc. ausgestattet. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 206 wird die Korrosionskarte über einen Umgebungsbereich des Einsatzgebiets 20 hinaus, d.h. insbesondere in einem Bereich ohne Sensormodule 10, 10’, 10” des Outdoor-Sensornetzwerks 12, mit simulierten Korrosionsdaten gefüllt. In dem Verfahrensschritt 206 werden die Korrosionsdaten in den Bereichen der Korrosionskarte, die über den Umgebungsbereich des Einsatzgebiets 20 hinaus gehen, d.h. die insbesondere frei von Sensormodulen 10, 10’, 10” des Outdoor-Sensornetzwerks 12 sind, auf Basis von Sensordaten von Sensormodulen 10, 10’, 10” in benachbarten Einsatzgebieten 20’ ermittelt. Alternativ oder zusätzlich werden in dem Verfahrensschritt 206 die Korrosionsdaten in den Bereichen der Korrosionskarte, die über den Umgebungsbereich des Einsatzgebiets 20 hinaus gehen, d.h. die insbesondere frei von Sensormodulen 10, 10’, 10” des Outdoor-Sensornetzwerks 12 sind, auf Basis von Sensordaten von Sensormodulen 10, 10’, 10” in geographisch und/oder klimatologisch ähnlichen Einsatzgebieten 20” ermittelt.
Die Fig. 7 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur sensornahen (Vor-) Analyse der Sensordaten durch die Sensormodule 10. In zumindest einem Verfahrensschritt 208 werden die Rohmessdaten von den Sensoren des Sensormoduls 10 aufgezeichnet. In dem Verfahrensschritt 208 werden zudem Rohmessdaten von mit dem Sensormodul 10 gekoppelten externen Sensoren, z.B. von der externen Kamera 46, aufgezeichnet. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 210 werden die Rohmessdaten von der sensormodulinternen Voranalyseeinheit 64 datenverarbeitungstechnisch analysiert. In zumindest einem Teilverfahrensschritt 212 des Verfahrensschritts 210 wird von der Voranalyseeinheit 64 anhand der Analyse der Rohmessdaten eine selbstständige Auswahl getroffen, welcher Teil der Rohmessdaten an die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 geschickt wird. In dem Teilverfahrensschritt 212 wird zu jedem Rohmessdatenpunkt und/oder zu jedem Rohmessdatensatz entschieden, ob dieser Rohmessdatenpunkt und/oder zu jedem Rohmessdatensatz an die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 geschickt wird. In zumindest einem weiteren Teilverfahrensschritt 214 des Verfahrensschritts 210 wird anhand der Analyse der Rohmessdaten ein Sendeintervall, in dem die Kommunikationseinheit 42 eine Datensendeverbindung mit der Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 aufbaut, festgelegt. In zumindest einem weiteren Teilverfahrensschritt 216 des Verfahrensschritts 210 wird anhand der Analyse der Rohmessdaten ein Messintervall eines oder mehrerer der Sensoren des Sensormoduls 10 festgelegt. In zumindest einem weiteren Teilverfahrensschritt 218 des Verfahrensschritts 210 wird anhand der Analyse der Rohmessdaten eine Dauer von Standby-Phasen eines oder mehrerer der Sensoren des Sensormoduls 10 festgelegt. In zumindest einem weiteren Teilverfahrensschritt 220 des Verfahrensschritts 210 wird anhand einer sensormodulinternen Analyse der Bilder der externen Kamera 46 festgelegt, ob die jeweiligen Bilder an die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 übermittelt werden oder nicht. In dem Teilverfahrensschritt 220 werden neu aufgenommene Bilder mit Referenzbildern, beispielsweise mit zuvor aufgenommenen Bildern desselben Bildausschnitts, verglichen. Dabei wird bei einer wesentlichen Abweichung eines neuen Bilds von dem Referenzbild das neue Bild an die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 übermittelt. Dabei wird bei einer wesentlichen Übereinstimmung eines neuen Bilds von dem Referenzbild das neue Bild nicht an die Analyse- und/oder Vorhersageeinheit 14 übermittelt.
Bezugszeichen
10 Sensormodul
12 Outdoor-Sensornetzwerk
14 Analyse- und/oder Vorhersageeinheit
16 Speichereinheit
18 Nutzerkreis
20 Einsatzgebiet
22 Verfahrensschritt
24 Bauwerk
26 Verfahrensschritt
28 Einschlagssensor
30 Seil kraftsensor
32 Naturgefahrabwehrinstallation
34 Drohne
36 Fernüberwachungssensorvorrichtung
38 Outdoor-Korrosionssensor
40 Umgebungssensor
42 Kommunikationseinheit
44 Sensormodulgehäuse
46 Externe Kamera
48 Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement
50 Beschleunigungssensor
52 Orientierungssensor
54 Dehnmessstreifen
56 Seil
58 Ladungsspeicher
60 Amperemeter
62 Akkumulator
64 Voranalyseeinheit
66 Recheneinheit Energy-Harvesting-Emheit
Einrichtungsmodul
Externes Einrichtungsgerät
Einrichtungselement
Steinschlagbarriere
Lawinenverbauung
Steinschlagvorhang
Böschungssicherung
Murgangsperre
Attenuator
Prozessoreinheit
Sensornetzwerkexterne Datenbank
Anzeigegerät
Hang
Hängebrücke
Stadiondachabspannung
Windradabspannung
Fassadenabspannung
Seilaufnahmeelement
Spannelement
Weiteres Spannelement
Ausnehmung
Elektrode
Elektrode
Endkappe
Endkappe
Oberseite
Umgebungssensoreinheit
Energiespeichereinheit
Gravitationsrichtung
Seilkontaktelement Unterseite
Längsrichtung
Einrichtungsprozess
Aktivierungs- und/oder Deaktivierungsfläche
Einrichtungsschritt
Einrichtungsschritt
Einrichtungsschritt
Einrichtungsschritt
Einrichtungsschritt
Einrichtungsschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Teilverfahrensschritt Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
T eilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Teilverfahrensschritt
Abfang- und/oder Stabilisierungsvorrichtung
Anbindungseinheit
Drahtnetz
Drahtseil

Claims

Ansprüche Sensornetzwerkbasiertes Analyse- und/oder Vorhersageverfahren zu einem Schutz vor Naturgefahren, umfassend zumindest die Verfahrensschritte (150, 152, 154, 156, 158):
- Empfangen und Sammeln von elektronischen Sensordaten von verteilt angeordneten Sensormodulen (10, 10’, 10”) eines Outdoor- Sensornetzwerks (12) in einer externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14), wobei die Sensordaten zumindest Outdoor-Korrosionsmessdaten, Einschlagssensordaten und/oder Seilkraft-Sensordaten umfassen, wobei die Sensordaten zumindest Troposphären-Messdaten umfassen, und wobei jedem Outdoor-Korrosionsmessdatensatz zumindest ein Troposphären-Messdatensatz, insbesondere geographisch, zugeordnet ist,
- Abspeichern der empfangenen Sensordaten des Outdoor- Sensornetzwerks (12) in einer Speichereinheit (16) der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14),
- Analysieren der empfangenen Sensordaten des Outdoor- Sensornetzwerks (12) zur Ermittlung eines Naturgefahrenrisikos in jeweiligen Einsatzgebieten (20, 20’, 20”) der Sensormodule (10, 10’, 10”) des Outdoor-Sensornetzwerks (12) durch die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14), wobei in die Analyse zur Ermittlung des Naturgefahrenrisikos zumindest eine, von den Outdoor- Korrosionsmessdaten und den Troposphären-Messdaten verschiedene, weitere Information über das Einsatzgebiet (20, 20’ , 20”) direkt mit einfließt, und - Bereitstellen des von der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14) ermittelten Naturgefahrenrisikos an einen, insbesondere autorisierten, Nutzerkreis (18).
2. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Einsatzgebiete (20, 20’, 20”) ein, atmosphärischer Korrosion ausgesetzte Metallteile umfassendes Bauwerk (24) ist, und dass das dem Nutzerkreis (18) bereitgestellte Naturgefahrenrisiko eine anhand der Sensordaten ermittelte Restlebensdauer des Bauwerks (24) umfasst.
3. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bereitgestellte Naturgefahrenrisiko eine anhand der Sensordaten ermittelte Korrosionsschutzschicht- Abtragrate von korrosionsschutzbeschichteten Metallteilen umfasst.
4. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter Einbeziehung der ermittelten Korrosionsschutzschicht-Abtragrate eine Korrosionsklassifizierung einer geographischen Umgebung des Einsatzgebiets (20, 20’, 20”) festgelegt wird.
5. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Einsatzgebiet (20, 20’, 20”) die Sensormodule (10, 10’, 10”) des Outdoor- Sensornetzwerks (12) im Vorfeld einer Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme installiert werden, und dass anschließend eine Bewertung einer Notwendigkeit einer Durchführung der Naturgefahren- Sicherungsmaßnahme in Abhängigkeit von dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Einsatzgebiet (20, 20’, 20”) die Sensormodule (10, 10’, 10”) des Outdoor- Sensornetzwerks (12) im Vorfeld einer geplanten Baumaßnahme installiert werden, und dass anschließend eine Konfektionierung der geplanten Baumaßnahme in Abhängigkeit von dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Baumaßnahme eine Installation eines Drahtnetzes (226) und/oder eines Drahtseils (228) umfasst, wobei eine Auswahl einer Art und/oder einer Dicke einer Korrosionsschutzschicht des Drahtnetzes (226) und/oder des Drahtseils (228) basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Baumaßnahme eine Installation eines Drahtnetzes (226) und/oder eines Drahtseils (228) umfasst, wobei eine Auswahl einer Drahtdicke und/oder eines Materials des Drahtnetzes (226) und/oder des Drahtseils (228) basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird und/oder wobei eine Auswahl einer Größe des Drahtnetzes (226) und/oder einer Maschengröße von Maschen des Drahtnetzes (226) basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko vorgenommen wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Information über das Einsatzgebiet (20, 20’, 20”) zumindest die Ortskoordinaten der jeweiligen in dem Einsatzgebiet (20, 20’, 20”) installierten Sensormodule (10. 10’, 10”) umfasst, und dass unter Einbeziehung dieser
Ortskoordinaten ein Naturgefahrenrisiko ermittelt wird, welches als eine Korrosionsdaten anzeigende Korrosionskarte zumindest des Einsatzgebiets (20, 20’, 20”) ausgebildet ist. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionskarte in ein Building Information
Modeling (BIM)-System, insbesondere eines als Naturgefahrabwehrinstallation (32) ausgebildeten Einsatzgebiets (20, 20’, 20”), übernommen wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der ermittelten
Korrosionskarte eine, insbesondere lokale, Optimierung eines als Naturgefahrabwehrinstallation (32) ausgebildeten Einsatzgebiets (20, 20’, 20”) vorgenommen wird.
Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionskarte über einen Umgebungsbereich des Einsatzgebiets (20) hinaus mit simulierten Korrosionsdaten gefüllt wird, wobei die Korrosionsdaten in von Sensormodulen (10, 10’, 10”) des Outdoor-Sensornetzwerks (12) freien Bereichen der Korrosionskarte zumindest auf Basis von Sensordaten von Sensormodulen (10, 10’, 10”) an anderen Einsatzgebieten (20’, 20”), insbesondere in benachbarten Einsatzgebieten (20’) und/oder in geographisch und/oder klimatologisch ähnlichen Einsatzgebieten (20”), ermittelt werden. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Information über das Einsatzgebiet (20, 20’, 20”) zumindest eine Stärke einer Wildtieraktivität und/oder einer anthropogenen Aktivität, wie z.B. einer Wandereraktivität, in einer näheren Umgebung des Einsatzgebiets (20, 20’, 20”) umfasst. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Information über das Einsatzgebiet (20, 20’, 20”) zumindest Luftqualitätsdaten in einer näheren Umgebung des Einsatzgebiets (20, 20’, 20”) umfasst. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Naturgefahrenrisiken Naturgefahrenrisiko-Prognosen umfassen, welche basierend auf in der Vergangenheit ermittelten Verläufen der Sensordaten und insbesondere basierend auf in der Vergangenheit ermittelten weiteren Informationen über das Einsatzgebiet (20, 20’, 20”), erstellt werden. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensormodul (10, 10’, 10”) des Outdoor-Sensornetzwerks (12) einem als Abfang- und/oder Stabilisierungsvorrichtung (222) für Fels, Gestein, Lawinen, Murgänge, Hangrutschungen oder dergleichen ausgebildeten Einsatzgebiet (20, 20’, 20”) zugeordnet ist, wobei das zumindest eine Sensormodul (10, 10’, 10”) des Outdoor-Sensornetzwerks (12) einen Einschlagssensor (28) zur Detektion von Einschlägen in die Abfang- und/oder Stabilisierungsvorrichtung (222) aufweist, wobei eine Analyse, insbesondere eine Mustererkennung, anhand der Einschlagsdaten des Einschlagssensors (28) und/oder anhand der Seilkraft-Sensordaten eines Seil kraftsensors (30) des Sensormoduls (10, 10’, 10”), zusammen mit den Messreihen der Troposphären-Messdaten des Sensormoduls (10, 10’, 10”), und insbesondere mit den weiteren Informationen über das Einsatzgebiet (20, 20’, 20”), durchgeführt wird und wobei basierend auf dieser Analyse eine als Einschlagvorhersage ausgebildete Naturgefahrenrisiko-Prognose ermittelt wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf dem ermittelten Naturgefahrenrisiko ein Wartungsplan für das Einsatzgebiet (20, 20’, 20”), beispielsweise für eine Naturgefahrabwehrinstallation (32), angefertigt wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Organisation von Wartungspersonal, eine Organisation von Wartungsgeräten und/oder eine Organisation von Verbrauchsmaterialien basierend auf ermittelten Naturgefahrenrisiken mehrerer Einsatzgebiete (20, 20’, 20”) vorgenommen wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Detektion eines Einschlags und/oder nach einer Detektion eines Verfüllereignisses, beispielsweise eines Murgangs, in Abhängigkeit von einer Stärke und/oder einer Art des Einschlags und/oder des Verfüllereignisses ein Wartungsauftrag oder eine sofortige Reparatur ausgelöst wird. Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einsatz einer Drohne (34), insbesondere einer Wartungsdrohne und/oder einer Aufklärungsdrohne, von einem Ergebnis und/oder von einem Wert des ermittelten Naturgefahrenrisikos getriggert wird. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) mit einem Sensormodul (10) für ein Outdoor-Sensornetzwerk (12), welches insbesondere dazu vorgesehen ist, Sensordaten für ein sensornetzwerkbasiertes Analyse- und/oder Vorhersageverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufzuzeichnen und bereitzustellen, mit zumindest einem Outdoor-Korrosionssensor (38), mit zumindest einem Umgebungssensor (40) zur Ermittlung von Troposphären-Messdaten und mit zumindest einer Kommunikationseinheit (42) zu einem, insbesondere drahtlosen, Übermitteln der Sensordaten an eine externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) ein zumindest im Wesentlichen hermetisch abgeschlossenes Sensormodulgehäuse (44) aufweist.
22. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodulgehäuse (44) frei von Kabeleingängen, frei von Kabelausgängen, frei von Druckschaltern und frei von Außenantennen ausgebildet ist.
23. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) eine drahtlose Kameraschnittstelle zu einer Kopplung mit einer externen Kamera (46) aufweist.
24. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, gekennzeichnet durch ein externes Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselement (48), welches dazu vorgesehen ist, das Sensormodul (10) in Abhängigkeit von einer relativen Positionierung des externen Aktivierungs- und/oder Deaktivierungselements (48) zu dem Sensormodulgehäuse (44) des Sensormoduls (10) zu aktivieren und/oder zu deaktivieren.
25. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (42) dazu vorgesehen ist, die Sensordaten direkt, insbesondere ohne Umwege über eine oder mehrere Sammelstellen für Sensordaten, an die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14) zu übermitteln, wobei die externe Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14) dazu vorgesehen ist, Sensordaten von mehreren über verschiedene Einsatzgebiete (20, 20’, 20”) verteilten Sensormodulen (10, 10’, 10”) zu empfangen.
26. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (42) bei einer Nichterreichbarkeit der externen Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14) dazu vorgesehen ist, die Sensordaten an ein, vorzugsweise benachbartes, weiteres Sensormodul (10’) des Outdoor-Sensornetzwerks (12) zu übermitteln
27. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) zumindest einen Beschleunigungssensor (50) umfasst.
28. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) zumindest einen Orientierungssensor (52) umfasst.
29. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) zumindest einen Seilkraftsensor (30) umfasst.
30. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilkraftsensor (30) zur Messung der Seilkraft zumindest einen Dehnmessstreifen (54) aufweist, welcher vorzugsweise getrennt von einem Seil (56, 56‘, 56“), dessen Seilkräfte durch den Seilkraftsensor (30) überwacht werden, angeordnet ist. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Seilkraftsensor (30) zumindest teilweise einstückig mit einer Anbindungseinheit (224) des Sensormoduls (10) ausgebildet ist, wobei die Anbindungseinheit (224) zu einer unmittelbaren Befestigung des Sensormoduls (10) an einem Bauwerk (24), vorzugsweise an einem Seil (56, 56‘, 56“) des Bauwerks (24), vorgesehen ist. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Outdoor-Korrosionssensor (38) auf einer Messung eines durch eine Korrosion erzeugten Korrosionsstromflusses basiert, wobei der Outdoor-Korrosionssensor (38) zumindest einen Ladungsspeicher (58) umfasst, welcher durch den Korrosionsstromfluss bis zu einer Grenzladung aufgeladen wird, woraufhin sich der Ladungsspeicher (58) wieder entlädt und wobei das Sensormodul (10) ein Amperemeter (60) aufweist, welches dazu vorgesehen ist, Entladeströme des Ladungsspeichers (58) zu einer Bestimmung der Outdoor-Korrosionsmessdaten zu messen. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Outdoor-Korrosionssensor (38) auf einer Messung eines durch eine Korrosion erzeugten Korrosionsstromflusses basiert, wobei das Sensormodul (10) zumindest einen zu einer Stromversorgung zumindest einer Komponente des Sensormoduls (10) vorgesehenen Akkumulator (62) aufweist, und wobei der Korrosionsstromfluss des Outdoor-Korrosionssensors (38) als Ladestrom zur elektrischen Aufladung des Akkumulators (62) dient. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) eine Voranalyseeinheit (64) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine sensornahe Voranalyse von Messdaten, insbesondere von Rohmessdaten, zumindest eines der Sensoren des Sensormoduls (10) und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul (10) gekoppelten externen Sensors, wie z.B. einer externen Kamera (46), durchzuführen. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Voranalyseeinheit (64) dazu vorgesehen ist, eine selbstständige Auswahl darüber zu treffen, welcher Teil eines Messdatensatzes eines Sensors von der Kommunikationseinheit (42) ausgesendet wird und/oder ob ein Messdatensatz eines Sensors von der Kommunikationseinheit (42) ausgesendet wird oder nicht. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Voranalyseeinheit (64) dazu vorgesehen ist, anhand von Messdaten zumindest eines Sensors des Sensormoduls (10) und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul (10) gekoppelten externen Sensors ein Sendeintervall der Kommunikationseinheit (42) festzulegen. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Voranalyseeinheit (64) dazu vorgesehen ist, anhand von Messdaten zumindest eines Sensors des Sensormoduls (10) und/oder zumindest eines mit dem Sensormodul (10) gekoppelten externen Sensors eine Regelung von Standby-Phasen und/oder Messintervallen zumindest des Sensors und/oder zumindest eines weiteren Sensors festzulegen.
38. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) eine Recheneinheit (66) mit einem speziell entwickelten und nicht auf existierenden Betriebssystemen aufbauenden Betriebssystem aufweist.
39. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) eine Energy-Harvesting-Einheit (68) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, Strom aus einem Temperaturunterschied, insbesondere innerhalb des Sensormodulgehäuses (44), zu gewinnen.
40. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 39, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres Sensormodul (10’), welches einem selben Einsatzgebiet (20) zugeordnet ist wie das Sensormodul (10).
41 . Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) ein Einrichtungsmodul (70) aufweist, welches dazu vorgesehen ist, mit einem externen Einrichtungsgerät (72) eines Monteurs, beispielsweise einem Smartphone, zu einer Konfiguration des Sensormoduls (10) drahtlos zu kommunizieren.
42. Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (10) ein Einrichtungselement (74), beispielsweise einen QR-Code, einen Barcode und/oder eine NFC- Schnittstelle, aufweist, welcher von dem externen Einrichtungsgerät (72) zur Initiierung der Konfiguration des Sensormoduls (10) auslesbar oder ansteuerbar ist. Outdoor-Sensornetzwerk (12) mit mehreren, verschiedene Einsatzgebiete (20, 20’, 20”) umfassenden Fernüberwachungssensorvorrichtungen (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 42, welche jeweils Sensormodule (10, 10’, 10”) umfassen, die den verschiedenen Einsatzgebieten (20, 20’, 20”) zugeordnet sind, und die jeweils mit einer gemeinsamen externen
Analyse- und/oder Vorhersageeinheit (14) drahtlos, insbesondere direkt, kommunizieren. Bauwerk (24), insbesondere Naturgefahrabwehrinstallation (32), wie beispielsweise eine Steinschlagbarriere (76), eine Lawinenverbauung (78), ein Steinschlagvorhang (80), eine Böschungssicherung (82), eine
Murgangsperre (84) und/oder ein Attenuator (86), mit zumindest einem Seil (56, 56’, 56”), insbesondere einem Abspanndrahtseil (228), und mit zumindest einem Sensormodul (10, 10’, 10”) einer Fernüberwachungssensorvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 21 bis 42, wobei das Sensormodul (10, 10’, 10”) an dem Seil (56, 56‘, 56“) befestigt ist.
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